(本小题满分12分)
如图,为多面体,平面与平面垂直,点在线段上,,,、、、都是正三角形。
(Ⅰ)证明直线;
(Ⅱ)求棱锥的体积。
(Ⅰ)过点作 ,交于点,连结。由平面 平面,知平面,以为坐标原点 ,为轴正向 ,为轴正向,为轴正向,建立如图所示空间直角坐标系。
由条件知:,,,,则有,。所以,即得。
(Ⅱ)由,,知, 而是边长为的正三角形,故。所以。过点作,交于点,由平面平面知,就是四棱锥的高,且,所以。
本题主要考查空间向量在立体几何中的应用。
(Ⅰ)本题采用向量法,分别用坐标将,表示出来,如果,便可证明。
(Ⅱ)本题采用分割法,因为,所以可计算出,,利用便可计算出棱锥的体积。