Question

如圖，四邊形ABCD為矩形，AD⊥平面ABEAE=EB=BC=2，F(xiàn)為CE上的點，且BF⊥平面ACE，BD∩AC=G．
（1）求證：AE⊥平面BCE；
（2）求證：AE∥平面BFD；
（3）求四面體BCDF的體積．

Answer 1

分析：（1）證明AE⊥平面BCE，利用線面垂直的判定定理，只需證明AE⊥BC，BF⊥AE即可；
（2）連接GF，由三角形的中位線可得到GF∥AE，再由線面平行的判定定理得證；
（3）以F頂點，以平面BDC為底，求出F到平面BCD的距離，再用三棱錐的體積公式求解．

解答：（1）證明：∵AD⊥平面ABE，AD∥BC，
∴BC⊥平面ABE，
∵AE?平面ABE，
∴AE⊥BC．
又∵BF⊥平面ACE，AE?平面ACE
∴BF⊥AE，
∵BC∩BF=B，∴AE⊥平面BCE
（2）證明：連接 GF，∵BF⊥平面ACE，∴BF⊥CE
∵BE=BC，∴F為EC的中點，
∵G是AC的中點，
∴FG∥AE
∵FG?平面BFD，AE?平面BFD
∴AE∥平面BFD；
（3）解：取AB中點O，連接OE．因為AE=EB，所以O(shè)E⊥AB．
因為AD⊥面ABE，OE?面ABE，所以O(shè)E⊥AD，所以O(shè)E⊥面ADC
因為BF⊥面ACE，AE?面ACE，所以BF⊥AE．
因為CB⊥面ABE，AE?面ABE，所以AE⊥BC．
又BF∩BC=B，所以AE⊥平面BCE，又BE?面BCE，所以AE⊥EB．
∵AE=EB=2，∴AB=2

2

，∴OE=

2

∴F到平面BCD的距離為

2

2

∴四面體BCDF的體積

1

3

×

1

2

×2×2

2

×

2

2

=

2

3

點評：本題主要考查線線，線面關(guān)系的轉(zhuǎn)化，考查了線面平行，垂直的判定定理以及三棱錐體積的求法，屬中檔題．