2011年高考数学试题分类汇编——立体几何与平面(4)
时间:2025-03-10
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由线段A1A4被平行平面 1, 2, 3, 4截得的线段相等知,期中每相邻两个平面间的距离相等,故 1, 2, 3, 4为所求平面.
(2)解法一:当(1)中的四面体为正四面体,若所得的四个平行平面,每相邻两平面之间的距离为1,则正四面体A1A2A3A4就是满足题意的正四面体.设正四面体的棱长为a,以 A2A3A4的中心O为坐标原点,以直线A4O为y轴,直线OA1为z轴建立如图的右手直角坐标系, 则A1(0,0,
a6a6a,0),A3(,a),A2( ,a,0),A4(0, a,0)
323233
令P2,P3为A1A4的三等分点,N为A2A4的中点,有
a53626a3P ( ,a, a),P3(0, a,a),N( , a,0),所以3
436941299
3 (
3a3a,a,0),4 ( ,a,0)
4444
9x 5y 4z 0 n P3 0
n (x,y,z)设平面A3P,有 ,即 3N的法向量为
3x y 0 n NA3 0
所以,n (1, 3, 6).因为 1, 2, 3, 4相邻平面之间的距离为1,所以点A4到平面A3P3N的距离:
a|( ) 1 a ( ) 0 ( 6)| 1,解得a ,由此可得,边长为的正四面体
22
( 3) ( 6)
1126235
a a a . A1A2A3A4满足条件.所以所求正四面体的体积V Sh
3343123
解法二:如图,现将此正四面体
A1A2A3A4置于一个正方体ABCD A1B1C1D1中,(或者说,在正四
面体的四个面外侧各镶嵌一个直角正三棱锥,得到一个正方体),E1,F1分别是
A4) D1
A1
111
A1B1,C1D1的中点,EE1D1D和BB1F1F
是两个平行平面,若其距离为1,则正四
A
3
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