求证:过三棱锥P-ABC的棱PA,PB,BC,AC的中点M.N.T.R的截面把该三棱锥的体积二等分

问题描述:

求证:过三棱锥P-ABC的棱PA,PB,BC,AC的中点M.N.T.R的截面把该三棱锥的体积二等分

由三角形中位线定理,有:PC∥NT,PC∥MR,∴AC∥面MNTR,
同理,有:AB∥MN,AB∥RT,∴AB∥面MNTR,
即面MNTR与PC、AB都平行,又面MNTR过PA、PB、BC、AC的中点,
∴PC、AB到面MNTR的距离相等,
∴P-MNTR和A-MNTR是同底等高的四棱锥,∴P-MNTR的体积=A-MNTR的体积.······①
∵N是PB的中点,∴点P到面ABC的距离a是点N到面ABC的距离b的2倍,得:a=2b.
∵T是BC的中点,∴△ABT的面积=△ACT的面积
∵R是AC的中点,∴△CTR的面积=△ACT的面积/2.
∴△ABT的面积=2△CTR的面积.
∵P-CTR的体积=△CTR的面积×a/3=2b×△CTR的面积/3.
 N-ABT的体积=△ABT的面积×b/3=2b×△CTR的面积/3,
∴P-CTP的体积=N-ABT的体积.······②
①+②,得:P-MNTR的体积+P-CTR的体积=A-MNTR的体积+N-ABT的体积.
上式的左右两边正是被MNTR分割的两部分体积,于是问题得证.