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如图,在四棱锥S-ABCD中,SA=AB=2,SB=SD=2manfen5.com 满分网,底面ABCD是菱形,且∠ABC=60°,E为CD的中点.
(1)求四棱锥S-ABCD的体积;
(2)证明:CD⊥平面SAE;
(3)侧棱SB上是否存在F,使得CF∥平面SAE?并证明你的结论.

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(1)先确定四棱锥S-ABCD的高SA,然后求出底面面积和SA,即可求出体积; (2)证明直线CD垂直平面SAE内的两条相交直线SA、AE,即可证明CD⊥平面SAE; (3)F为侧棱SB的中点时,CF∥平面SAE,只需证明CF∥NE,NE⊂平面SAE,CF不属于平面SAE,即可. 【解析】 (1)∵SA=AB=ADF=2,SB=SD=2, 则有SB2=SA2+AB2,SD2=SA2+AD2, ∴SA⊥AB,SA⊥AD又AD∩AB=A ∴SA⊥底面ABCD,(2分) =(4分) (2)证明:∵ABCD是菱形,∠ABC=60°,∴AB=AC=AD=2, ∴△ACD为正三角形,又E为CD的中点,∴CD⊥AE(6分) ∵SA⊥底面ABCD ∴SA⊥CD由CD⊥AE,SA⊥CD,SA∩AE=A, ∴CD⊥平面SAE(8分) (3)F为侧棱SB的中点时,CF∥平面SAE.(10分) 证法一:设N为SA的中点,连NF,NE,FC,则NF是△SAB的中位线, ∴NF∥AB且NF=AB,又CE∥AB且CE═AB, ∴CE∥NF且CE=NF,∴四边形CENF为平行四边形, ∴CF∥NE,∵NE⊂平面SAE,CF⊈平面SAE, ∴CF∥平面SAE.(12分) 证法二:设M为AB的中点,连MF,MC,FC,则MF是△SAB的中位线, ∴MF∥SA,∵SA⊂平面SAE,MF不属于平面SAE, ∴MF∥平面SAE. 同理,由CM∥AE,得CM∥平面SAE. 又MF∩MC=M,∴平面FMC∥平面SAE, 又∵CF⊂平面FMC,∴CF∥平面SAE.(12分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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