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如图一所示,边长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为AB、DD1的中点.

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/09/25 04:41:14
如图一所示,边长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为AB、DD1的中点.

(Ⅰ)证明:EF∥平面BCD1
(Ⅱ)若G为B1C1的中点,证明:A1G⊥EF;
(Ⅲ)如图二所示为一几何体的展开图,沿着图中虚线将它们折叠起来,所得几何体的体积为V1,若正方体ABCD-A1B1C1D1的体积为V2,求
V
如图一所示,边长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为AB、DD1的中点.
(Ⅰ)证明:取CD1的中点H,连接FH,HB,
∵F、H分别是DD1、CD1的中点,
∴FH∥DC且FH=
1
2DC,
∵在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB∥DC且AB=DC,
又E为AB的中点,∴FH∥EB且FH=EB,
∴四边形FHBE为平行四边形,∴EF∥HB,
又∵HB⊂平面BCD1,EF⊄平面BCD1
∴EF∥平面BCD1
(Ⅱ)证明:取BC中点I,连接GI,AI,
在正方形ABCD中,E,I分别为AB,BC的中点,
∴DE⊥AI,
∵DD1⊥平面ABCD,AI⊂平面ABCD,
∴AI⊥DF,
又DF∩DE=D,
∴AI⊥平面DEF,又EF⊂平面DEF,
∴AI⊥EF
由四边形A1AIG为平行四边形得A1G∥AI,
∴A1G⊥EF;
(Ⅲ)如图二所示,该几何体为有一条侧棱垂直于底面且底面为正方形的四棱锥,即四棱锥的高为1,底面是边长为1的正方形,
∴V四棱锥=
1
3×1×1×1=
1
3,
又VABCD−A1B1C1D1=1,

V1
V2=
1
3.