如图,在直三棱柱ABC-A′B′C′中,AA′=AB=BC=1,∠ABC=90°.棱A′C′上有两个动点E,F,且EF=a (a为常数). (Ⅰ)在平面ABC内确定一条直线,使该直线与直线CE垂直; (Ⅱ)判断三棱锥B-CEF

如图,在直三棱柱ABC-A′B′C′中,AA′=AB=BC=1,∠ABC=90°.棱A′C′上有两个动点E,F,且EF=a (a为常数).

(Ⅰ)在平面ABC内确定一条直线,使该直线与直线CE垂直;
(Ⅱ)判断三棱锥B-CEF的体积是否为定值.若是定值,求出这个三棱锥的体积;若不是定值,说明理由.
数学人气:565 ℃时间:2019-09-18 05:26:41
优质解答
(Ⅰ)取AC中点D,连接BD.
∵AB=BC,∴△ABC为等腰三角形,D为底边AC中点,∴BD⊥AC.
∵ABC-A′B′C′是直三棱柱,∴AA′⊥平面ABC,
∵BD⊂平面ABC,∴BD⊥AA′.
又AA′∩AC=A,∴直线BD⊥平面ACC′A′.
∵CE⊂平面ACC′A′,∴BD⊥CE
∴直线BD即为所求.------(5分)
(Ⅱ)∵ABC-A′B′C′是直三棱柱,
∴CC′⊥平面A′B′C′,
∵EF⊂平面A′B′C′,∴CC′⊥EF
∴△CEF的边EF上的高为线段CC′,
由已知条件得CC′=AA′=1,且EF=a(常数),
故△CEF的面积S=
1
2
EF•CC′=
1
2
a
由(Ⅰ)可知,BD⊥平面ACC′A′,故BD为三棱锥B-CEF的高.
在等腰三角形ABC中,可求得BD=
2
2

∴三棱锥B-CEF的体积V=
1
3
S•BD=
2
12
a
为定值.------(10分)
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