> 数学 >
如图,A、B、C、D是空间四点,在△ABC中,AB=2,AC=BC=
2
,等边△ADB所在的平面以AB为轴可转动.

(Ⅰ)当平面ADB⊥平面ABC时,求三棱锥D-ABC的体积;
(Ⅱ)当△ADB转动过程中,是否总有AB⊥CD?请证明你的结论.
人气:374 ℃ 时间:2020-06-16 01:23:47
解答
(Ⅰ)取AB的中点E,连接DE,CE,
因为ADB是等边三角形,所以DE⊥AB.
当平面ADB⊥平面ABC时,
因为平面ADB∩平面ABC=AB,
所以DE⊥平面ABC,
可知DE⊥CE
由已知可得 DE=
3
,EC=1

则S△ABC=1,
VD-ABC=
1
3
×
3
×1=
3
3

(Ⅱ)当△ADB以AB为轴转动时,总有AB⊥CD.
证明:(ⅰ)当D在平面ABC内时,因为AC=BC,AD=BD,
所以C,D都在线段AB的垂直平分线上,即AB⊥CD.
(ⅱ)当D不在平面ABC内时,由(Ⅰ)知AB⊥DE.又因AC=BC,所以AB⊥CE.
又DE,CE为相交直线,所以AB⊥平面CDE,由CD⊂平面CDE,得AB⊥CD.
综上所述,总有AB⊥CD.
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