如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,AC=BC=2,AA1=4,E、F分别是棱CC1、AB中点.(1)判断直线CF和平面AEB1的位置关系,并加以证明;
(2)求四棱锥A-ECBB1的体积.在线课程
解:(1)CF∥平面AEB1,证明如下:取AB1的中点G,连接EG,FG
∵△A1AB中,F、G分别是棱AB、AB1中点
∴FG∥B1B且FG=
B1B 又∵矩形BB1C1C中,EC∥B1B且EC=
B1B ∴EC∥FG且EC=FG,得四边形FGEC是平行四边形
∴CF∥EG
又∵CF?平面AEB1,EG?平面AEB1,
∴CF∥平面AEB1.
(2)∵三棱柱ABC-A1B1C1是直棱柱,
∴BB1⊥平面ABC,
又∵AC?平面ABC,∴AC⊥BB1
∵∠ACB=90°,即AC⊥BC,而且BB1、BC是平面ECBB1内的相交直线
∴AC⊥平面ECBB1
∵E是棱CC1的中点,得EC=
AA1=2∴S梯形ECBB1=
(EC+BB1)BC=
(2+4)×2=6∴四棱锥A-ECBB1的体积V=
S梯形ECBB1×AC=
×6×2=4分析:(1)取AB1的中点G,连接EG,FG.根据三角形中位线定理,得出FG∥B1B且FG=
B1B,又因为矩形BB1C1C中,EC∥B1B且EC=
B1B,所以EC与FG平行且相等,四边形FGEC是平行四边形,CF∥EG,从而得到CF∥平面AEB1.(2)根据题意,计算出梯形ECBB1的面积,结合AC⊥平面ECBB1和锥体体积公式,即可算出四棱锥A-ECBB1的体积.
点评:本题在直三棱柱中探索线面平行,并求锥体体积公式,着重考查线面平行的判定、线面垂直的判定与性质和锥体体积公式等知识,属于中档题.