三、解答题
19.(本小题满分12分,(Ⅰ)小问6分,(Ⅱ)小问6分)
如题19图,在直三棱柱
中,
,
;点
在棱
上,
;
,垂足为
,求:
(Ⅰ)异面直线与
的距离;
(Ⅱ)四棱锥的体积.
解法一:(Ⅰ)由直三棱柱的定义知,又因为
,
因此,从而
平面
.
得,又
.
故是异面直线
与
的公垂线.
由知
,
在中,
.
又因
,
故.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面
,又
,
故平面
,即
为四棱锥
的高,
从而所求四棱锥的体积为
,
其中为四边形
的面积,如答(19)图1,过
作
,垂足为
.
在中,
.
又因,
故.
因的边
上的高
,
故.
又因为,
从而.
所以.
解法二:(Ⅰ)如答(19)图2,以点为坐标原点
建立空间直角坐标系
,
则
.
因此
,
,
,
.
设,则
,
因此,从而
.
又由题设,故
是异面直线
与
的公垂线.
下面求点的坐标.
因,即
,从而
,····
(1)
又,且
,得
.·····
(2)
联立(1),(2)解得,
,即
,
.
所以.
(II)由,
,故
面
,即
为四棱锥
的高.
下面求四边形的面积.
因为,
.
而.
故.
所以.
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