如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,M分别是BB1,CC1与AB的中点,(1)求证:AE∥平面A1DF;(2)求证:A1M⊥平面AED;(3)正方体棱长为2,求三棱锥A1-DEF的体积

题目简介

如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,M分别是BB1,CC1与AB的中点,(1)求证:AE∥平面A1DF;(2)求证:A1M⊥平面AED;(3)正方体棱长为2,求三棱锥A1-DEF的体积

题目详情

如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,M分别是BB1,CC1与AB的中点,
(1)求证:AE平面A1DF;
(2)求证:A1M⊥平面AED;
(3)正方体棱长为2,求三棱锥A1-DEF的体积.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

证明:(1)∵E,F分别是BB1,CC1的中点
∴EFBC,EF=BC
又∵ADBC,AD=BC
∴EFAD,EF=AD
∴四边形AEFD为平行四DF边形,
∴AEDF
∵AE⊄平面A1DF,DF⊂平面A1DF
∴AE平面A1DF
(2)由正方体的几何特征可得AD⊥平面ABB1A1,
又∵A1M⊂平面ABB1A1,
∴AD⊥A1M
在正方形ABB1A1中,E,M分别是BB1与AB的中点,
∴△AA1M≌△BAE
∴∠BAE=∠AA1M
∵∠BAE+∠AA1O=90°
∴AA1M+AA1O=90°
∴A1M⊥AE
∵AD∩AE=A,AD,AE⊂平面AED
∴A1M⊥平面AED;
(3)∵正方体棱长为2,
∴三棱锥A1-DEF的体积
VA1-DEF=VA1-ADE=VD-A1AE=class="stub"1
3
SA1AE•AD=class="stub"1
3
class="stub"1
2
•2•2•2=class="stub"4
3

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