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如图,已知棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,且AA1⊥面ABCD,∠DAB=60°,AD=AA1=1,F为棱A

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/15 01:55:54
如图,已知棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,且AA1⊥面ABCD,∠DAB=60°,AD=AA1=1,F为棱AA1的中点,M为线段BD1的中点.

(Ⅰ)求证:MF∥面ABCD;
(Ⅱ)判断直线MF与平面BDD1B1的位置关系,并证明你的结论;
(Ⅲ)求三棱锥D1-BDF的体积.
(Ⅰ)连接AC、BD交于点O,再连接OM,
∵△BD1D中,OM是中位线,∴OM∥D1D且OM=
1
2D1D,
∵矩形AA1D1D中,AF∥D1D且AF=
1
2D1D,
∴AF∥OM且AF=OM,可得四边形MOAF是平行四边形,
∴MF∥OA,
∵MF⊈平面ABCD,OA⊆平面ABCD,
∴MF∥平面ABCD;------(4分)
(Ⅱ)AC⊥平面BDD1B1,证明如下
在底面菱形ABCD中,AC⊥BD,
又∵BB1⊥平面ABCD,AC⊆平面ABCD
∴AC⊥BB1
∵BB1、BD是平面BDD1B1内的相交直线
∴AC⊥平面BDD1B1
∵AC∥MF,∴MF⊥平面BDD1B1,------------(8分)
(Ⅲ)过点B作BH⊥AD,垂足为H,
∵AA1⊥平面ABCD,BH⊆平面ABCD
∴BH⊥AA1
∵AD、AA1是平面BDD1B1内的相交直线
∴BH⊥平面BDD1B1
在Rt△ABH中,∠DAB=60°,AB=1,
∴BH=ABsin60°=

3
2,
因此,三棱锥D1-BDF的体积V=VB-D1DF=
1
3S△DD1F•BH=
1

1
2×1×1×

3
2=

3
12--------(12分)