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(2009•汕头二模)如图1,在直角梯形ABEF中(图中数字表示线段的长度),将直角梯形DCEF沿CD折起,使平面DCE

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/26 11:56:22
(2009•汕头二模)如图1,在直角梯形ABEF中(图中数字表示线段的长度),将直角梯形DCEF沿CD折起,使平面DCEF⊥平面ABCD,连接部分线段后围成一个空间几何体,如图2.
(Ⅰ)求证:BE∥平面ADF;
(Ⅱ)求三棱锥F-BCE的体积.
证明:(Ⅰ)证法一:取DF中点为G,连接AG,EG中,
CE=
1
2DF,
∴EG∥CD
且EG=CD(2分)
又∵AB∥CD且AB=CD,
∴EG∥AB且EG=AB,四边形ABEG为平行四边形,
∴BE∥AG(4分)
∵BE⊄平面ADF,AG⊂平面ADF,
∴BE∥平面ADF,(6分)
证法二:由图1可知BC∥AD,CE∥DF,折叠之后平行关系不变.
∵BC⊄平面ADF,AD⊂平面ADF,
∴BC∥平面ADF,同理CE∥平面ADF(4分)
∵BC∩CE=C,BC,CE⊂平面BCE,∴平面BCE∥平面ADF.
∵BE⊂平面BCE,
∴BE∥平面ADF(6分)

(Ⅱ)解法1:∵VF-BCE=VB-CEF,由图1可知BC⊥CD(8分)
∵平面DCEF⊥平面ABCD,平面DCEF∩平面ABCD=CD,BC⊂平面ABCD,
∴BC⊥平面DCEF,(10分)
由图1可知DC=CE=1S△CEF=
1
2CE×DC=
1
2
∴VF−BCE=VB−CEF=
1
3×BC×S△CEF=
1
6(12分)
解法2:由图可知CD⊥BC,CD⊥CE
∵BC∩CE=C,∴CD⊥平面BCE,
∵DF∥DC,点F到平面BCE的距离等于点D到平面BCE的距离为1,(8分)
由图1可知BC=CE=1S△BCE=
1
2BC×CE=
1
2
∴VF−BCE=
1
3×CD×S△BCE=
1
6(12分)
解法3:过E作EH⊥FC,垂足为H
由图1可知BC⊥CD
∵平面DCEF⊥平面ABCD,
平面DCEF∩平面ABCD=CDBC⊂平面ABCD,
∴BC⊥平面DCEF,
∵EH⊂平面DCEF∴BC⊥EH,EH⊥平面BCF
由BC⊥FC,FC=
DC2+DF2=
5,S△BCF=
1
2BC×DF=

5
2,(10分)
在△CEF中,由等面积法可得EH=
1