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已知正三棱柱ABC-A1B1C1中.AB=2..点D为AC的中点.点E在线段AA1上(I)当AE:EA1=1:2时.求证DE⊥BC1,(Ⅱ)是否存在点E.使三棱锥C1-BDE的体积恰为三棱柱ABC-A

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:50:34分类:高中数学题库

已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=2,数学公式,点D为AC的中点,点E在线段AA1
(I)当AE:EA1=1:2时,求证DE⊥BC1
(Ⅱ)是否存在点E,使三棱锥C1-BDE的体积恰为三棱柱ABC-A1B1C1体积的数学公式,若存在,求AE的长,若不存在,请说明理由.在线课程解:(Ⅰ)证明:因为正三棱柱ABC-A1B1C1,所以三角形△ABC是正三角形,
又因为D是AC的中点,所以BD⊥AC,又平面ABC⊥平面CAA1C1,所以BD⊥DE,
因为AE:EA1=1:2,AB=2,,所以AE=,AD=1,
所以在Rt△ADE中,∠ADE=30°,
在Rt△DCC1中∠C1DC=60°,
所以∠EDC1=90°即:DE⊥BC1
(Ⅱ)设AE=h,则A1E=
=
=
=
∵BD⊥平面ACC1A1



解得:h=
故存在点E,E为A1时,三棱锥C1-BDE的体积恰为三棱柱ABC-A1B1C1体积的
分析:(I)证明BD⊥DE,说明△ADE是直角三角形,求出∠ADE=30°,说明△DCC1是直角三角形,求出∠C1DC=60°,然后证明DE⊥BC1
(Ⅱ)设AE=h,利用=,通过求出棱锥的体积,利用三棱锥C1-BDE的体积恰为三棱柱ABC-A1B1C1体积的,求出h,然后说明存在E即可.
点评:本题考查直线与直线的垂直的证明,棱锥的体积的求法,存在性问题的解题的策略,考查空间想象能力以及逻辑推理与计算能力.