【題目】正四棱錐的底面正方形邊長(zhǎng)是3,是在底面上的射影,,上的一點(diǎn),過(guò)且與、都平行的截面為五邊形

1)在圖中作出截面,并寫(xiě)出作圖過(guò)程;

2)求該截面面積的最大值.

【答案】1)見(jiàn)解析;(29.

【解析】

1)根據(jù)題意,作輔助線,過(guò), 且過(guò)點(diǎn),交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)于點(diǎn),連接, 即可得出截面;

2)由題意可知,截面,截面,根據(jù)平面,利用線面垂直的性質(zhì)和判定,可證出平面,則,進(jìn)而得出,所以截面是由兩個(gè)全等的直角梯形組成,設(shè),則,截面面積為,根據(jù),代入計(jì)算,最后利用二次函數(shù)求得最大值.

解:(1)由題可知,上的一點(diǎn),過(guò)且與、都平行的截面為五邊形,

過(guò),交于點(diǎn),交于點(diǎn),

過(guò),交于點(diǎn),

再過(guò)點(diǎn),交于點(diǎn),

過(guò)點(diǎn)于點(diǎn),連接,

,,

,

所以共面,平面,

平面,

平面,同理平面.

所以過(guò)且與都平行的截面如下圖:

2)由題意可知,截面,截面

,

是在底面上的射影,

平面

,且,

所以平面,則,

,

, 為正四棱錐,

,故

于是,

因此截面是由兩個(gè)全等的直角梯形組成,

,則為等腰直角三角形,

設(shè),則,

所以,

,同理得,

又因?yàn)?/span>

設(shè)截面面積為

所以,

即:,

當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),有最大值為9.

所以截面的面積最大值為9.

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