Question

如图是某直三棱柱（侧棱与底面垂直）被削去上底后的直观图与三视图的侧视图、俯视图，在直观图中，M是BD的中点，侧视图是直角梯形，俯视图是等腰直角三角形，有关数据如图所示．

（Ⅰ）求出该几何体的体积．

（Ⅱ）若N是BC的中点，求证：AN∥平面CME；

（Ⅲ）求证：平面BDE⊥平面BCD．

Answer 1

考点：

平面与平面垂直的判定；由三视图求面积、体积；直线与平面平行的判定．

分析：

（I）由图可以看出，几何体可以看作是以点B为顶点的四棱锥，其与底面积易求；

（II）证明线AN与面CME中一线平行即可利用线面平行的判定定理得出线面平行，由图形易得，可构造平行四边形证明线线平行，连接MN，则MN∥CD，AE∥CD，即可证得；

（Ⅲ）要平面BDE⊥平面BCD，关键是在一平面中寻找另一平面的垂线，易得AN⊥平面BCD，利用AN∥EM，可得EM⊥平面BCD

，从而得证

解答：

解：（Ⅰ）由题意，EA⊥平面ABC，DC⊥平面ABC，AE∥DC，AE=2，DC=4，AB⊥AC，且AB=AC=2

∵EA⊥平面ABC，

∴EA⊥AB，又AB⊥AC，∴AB⊥平面ACDE

∴四棱锥B﹣ACDE的高h=AB=2，梯形ACDE的面积S=6

∴，

即所求几何体的体积为4（4分）（Ⅱ）连接MN，则MN∥CD，AE∥CD

又，所以四边形ANME为平行四边形，∴AN∥EM …（6分）

∵AN⊄平面CME，EM⊂平面CME，所以，AN∥平面CME；    …（8分）

（Ⅲ）∵AC=AB，N是BC的中点，AN⊥BC，平面ABC⊥平面BCD

∴AN⊥平面BCD  …（10分）

由（Ⅱ）知：AN∥EM

∴EM⊥平面BCD

又EM⊂平面BDE

所以，平面BDE⊥平面BCD．…（12分）

点评：

本题以三视图为载体，考查几何体的体积，考查线面平行与垂直，解题的关键是由三视图得出直观图，正确利用线面平行于垂直的判定．