如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,BB1=2,E是棱CC1上的点,且CE=14CC1.(1)求三棱锥C-BED的体积;(2)求证:A1C⊥平面BDE.

问题描述:

如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,BB1=2,E是棱CC1上的点,且CE=

1
4
CC1

(1)求三棱锥C-BED的体积;
(2)求证:A1C⊥平面BDE.

(1)VC-BED=VE-BCD=

1
3
(
1
2
•BC•CD)•CE=
1
3
(
1
2
×1×1)×
2
4
=
1
12

(2)证明:长方体中,∵A1B1⊥面BB1C1C,∴A1B1⊥BE,由题意得 B1C⊥BE,故BE 垂直于面A1B1C内的
两条相交直线 A1B1和B1C,∴BE⊥面A1B1C,∴BE⊥A1C.
正方形ABCD中,∵AC⊥BD,AC是A1C在底面内的射影,由三垂线定理可得BD⊥A1C.
这样,A1C垂直于平面BDE内的两条相交直线BE 和BD,故A1C⊥平面BDE.
答案解析:(1)由等体积法可得VC-BED=VE-BCD=
1
3
(
1
2
•BC•CD)•CE
,把数据代入运算.
(2)先证明BE⊥面A1B1C,可得 BE⊥A1C,再由由三垂线定理可得BD⊥A1C,得到 A1C⊥平面BDE.
考试点:直线与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积.
知识点:本题考查证明线线垂直、线面垂直的方法,求棱锥的体积,证明BE⊥A1C是解题的关键.