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> 如图所示的长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为2的正方形,O为AC与BD的交点,BB1=2,M是线段B1D1的中点.(1)求证:BM∥平面D1AC;(2)求三棱锥D1-AB1C的体
如图所示的长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为2的正方形,O为AC与BD的交点,BB1=2,M是线段B1D1的中点.(1)求证:BM∥平面D1AC;(2)求三棱锥D1-AB1C的体
题目简介
如图所示的长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为2的正方形,O为AC与BD的交点,BB1=2,M是线段B1D1的中点.(1)求证:BM∥平面D1AC;(2)求三棱锥D1-AB1C的体
题目详情
如图所示的长方体ABCD-A
1
B
1
C
1
D
1
中,底面ABCD是边长为2的正方形,O为AC与BD的交点,BB
1
=
2
,M是线段B
1
D
1
的中点.
(1)求证:BM
∥
平面D
1
AC;
(2)求三棱锥D
1
-AB
1
C的体积.
题型:解答题
难度:中档
来源:不详
答案
(Ⅰ)连接D1O,如图,
∵O、M分别是BD、B1D1的中点,BD1D1B是矩形,
∴四边形D1OBM是平行四边形,
∴D1O
∥
BM.(2分)
∵D1O⊂平面D1AC,BM⊄平面D1AC,∴BM
∥
平面D1AC.(4分)
(Ⅱ)连接OB1,∵正方形ABCD的边长为2,
B
B
1
=
2
,
∴
B
1
D
1
=2
2
,OB1=2,D1O=2,
则OB12+D1O2=B1D12,∴OB1⊥D1O.(6分)
又∵在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AC⊥BD,AC⊥D1D,且BD∩D1D=D,
∴AC⊥平面BDD1B1,又D1O⊂平面BDD1B1,
∴AC⊥D1O,又AC∩OB1=O,(10分)
∴D1O⊥平面AB1C,即D1O为三棱锥D1-AB1C的高.(12分)
∵
S
△A
B
1
C
=
class="stub"1
2
•AC•O
B
1
=
class="stub"1
2
×2
2
×2=2
2
,D1O=2
∴
V
D
1
-A
B
1
C
=
class="stub"1
3
•
S
△A
B
1
C
•
D
1
O=
class="stub"1
3
×2
2
×2=
class="stub"4
3
2
.14(5分)
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答案
∵O、M分别是BD、B1D1的中点,BD1D1B是矩形,
∴四边形D1OBM是平行四边形,
∴D1O∥BM.(2分)
∵D1O⊂平面D1AC,BM⊄平面D1AC,∴BM∥平面D1AC.(4分)
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