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如图,在多面体ABCDE中,AE⊥平面ABC,BD∥AE,且AC=AB=BC=BD=2,AE=1,F在CD上(不含C,D

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/15 06:54:49
如图,在多面体ABCDE中,AE⊥平面ABC,BD∥AE,且AC=AB=BC=BD=2,AE=1,F在CD上(不含C,D两点)

(1)求多面体ABCDE的体积;
(2)若F为CD中点,求证:EF⊥面BCD;
(3 ) 当
DF
FC
(1)过C作CH⊥AB于H,
∵AE⊥平面ABC,AE⊂平面AEDB,∴平面AEDB⊥平面ABC,
∵平面AEDB∩平面ABC=AB,CH⊂平面ABC,CH⊥AB
∴CH⊥平面ABDE,可得CH就是四棱锥C-ABED的高
∵梯形ABDE的面积为S=
1
2(AE+BD)•AB=3,CH=

3
2AB=
3
∴多面体ABCDE的体积为:V=
1
3SABDE×CH=
3-------(6分)
(2)取BC中点M,连接AM、FM,
∵BD∥AE,AE⊥平面ABC,可得BD⊥平面ABC,∴BD⊥AM
∵正△ABC中,AM⊥CB,CB、BD是平面BCD内的相交直线,∴AM⊥平面BCD
∵AE∥BD且AE=
1
2BD,在△BCD中,FM∥BD且FM=
1
2BD
∴AE∥FM且AE=FM,由此可得四边形AEFM是平行四边形,可得EF∥AM
∴EF⊥平面BCD----------(10分)
(3)延长BA交DE延长线于N,连接BE,过A作AP∥BE,交DE于P,连接PC.
则当DF:FC=2:1时,AC∥平面EFB,证明如下

DE
EP=
2
1=
DF
FC,∴PC∥EF
∵PC⊄平面EFB,EF⊂平面EFB,∴PC∥平面EFB,同理可证AP∥平面EFB
∵PC、AP是平面PAC内的相交直线,∴平面PAC∥平面EFB
∵AC⊂平面PAC,∴AC∥平面EFB
即当
DF
FC的值为2时,能使AC∥平面EFB---------------------(16分)