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2017 年湖南预赛 · 第 2 题
F3选择题立体几何综合
已知点 P 为正三棱柱 ABC−A1B1C1 上底面 △A1B1C1 的中心,作平面 BCD⊥AP,与棱 AA1 交于 D。若 AA1=2AB=2,则三棱锥 D-ABC 的体积为( )。
- (A)
- (B)
- (C)
- (D)
解析
思路
给定垂线方向就是截平面的法向量,求出竖棱交点高度后直接用底高公式。
解答
取 B=(−1/2,0,0),C=(1/2,0,0),A=(0,3/2,0),竖棱高二。上底中心为 P=(0,3/6,2),所以 AP 方向为 (0,−3/3,2)。过 BC 且垂直 AP 的截平面为 −3y/3+2z=0,与 AA1 交点高度为 AD=1/4。底面面积为 3/4,故 VD−ABC=3/48,选 A。
复核
D 高度四分之一严格在原侧棱上。上底中心到边 BC 的水平位置是原高三分之一处,不能把它误认为上顶点 A1。
方法总结
截平面垂直给定线时,先用法向量定交点,再求体积无需求截面面积。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
截平面法向量由给定垂线确定,须定位真实竖棱交点,再用三角底面积与交点高计算体积。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用法向量处理方向、夹角与点面距离、建直角坐标系解几何题
专题卡:建系、分点与正交点积