Question

【題目】如圖，在棱長(zhǎng)為2的正方體中，分別是棱的中點(diǎn)，是底面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn)，若直線與平面不存在公共點(diǎn)，以下說法正確的個(gè)數(shù)是（ ）

①三棱錐的體積為定值；

②的面積的最小值為；

③平面；

④經(jīng)過三點(diǎn)的截面把正方體分成體積相等的兩部分.

A.B.C.D.

Answer 1

【答案】D

【解析】

由題意得，平面，連接，則，可得平面，平面，由此得平面平面，則點(diǎn)在直線上，從而有的面積為定值，由此可判斷①；結(jié)合題意得，當(dāng)點(diǎn)為的交點(diǎn)時(shí)，，有最小值，由此可判斷②；由題意可得平面，從而推出，，由此可判斷③；將平面補(bǔ)成平面（均為各條棱的中點(diǎn)），結(jié)合圖象可判斷④．

解：∵直線與平面不存在公共點(diǎn)，

∴平面，

連接，則，

∵分別是棱的中點(diǎn)，

∴，，

∵平面，平面，

∴平面，

同理，平面，

又，

∴平面平面，

∵平面，平面平面，平面，

∴點(diǎn)在直線上，

∵，

∴的面積為定值，

∴三棱錐的體積為定值，則①對(duì)；

∵，

∴當(dāng)點(diǎn)為的交點(diǎn)時(shí)，，有最小值，

此時(shí)，直角的面積有最小值，且，則②對(duì)；

∵在正方體中，，

由平面得，，

∴平面，∴，則，

同理，，

∴平面，則③對(duì)；

將平面補(bǔ)成平面（均為各條棱的中點(diǎn)），如圖，

則平面將正方體分成兩個(gè)大小形狀完全相同的部分（均由一個(gè)正六棱錐和三個(gè)三棱錐拼接而成），則④對(duì)；

故選：D．