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空间四边形ABCD的对棱AD,BC成60°的角,且AD=BC=a,平行于AD与BC的截面分别交AB,AC,CD,BD于E

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/27 13:30:32
空间四边形ABCD的对棱AD,BC成60°的角,且AD=BC=a,平行于AD与BC的截面分别交AB,AC,CD,BD于E、F、G、H.

(1)求证:四边形EFGH为平行四边形;
(2)E在AB的何处时截面EFGH的面积最大?最大面积是多少?
证明:(1)∵BC∥平面EFGH,BC⊂平面ABC,平面ABC∩平面EFGH=EF,
∴BC∥EF,同理BC∥HC,
∴EF∥HG.
同理可证EH∥FG,
∴四边形EFGH为平行四边形.
(2)∵AD与BC成角为60°,
∴∠HEF=60°(或120°),设
AE
AB=x,

EF
BC=
AE
AB=x,BC=a,
∴EF=ax,由
EH
AD=
BE
AB=
1-x
1,得EH=(1-x)a.
∴S四边形EFGH=EF•EH•sin60°
=ax•a(1-x)•

3
2=

3
2a2•x(1-x)≤

3
2a2•(
x+1-x
2)2=

3
8a2.
当且仅当x=1-x,即x=
1
2时等号成立,即E为AB的中点时,截面EFGH的面积最大为

3
8a2.