(本小题满分12分)
如图,在三棱柱中,侧棱底面,,,分别是线段的中点,是线段上异于端点的点。
(Ⅰ)在平面内,试作出过点与平面平行的直线,说明理由,并证明直线平面;
(Ⅱ)设(Ⅰ)中的直线交于点,求三棱锥的体积。(锥体体积公式:,其中为底面面积,为高)
(Ⅰ)如图,在平面内,过点作直线,
因为在平面外,在平面内,
由直线与平面平行的判定定理可知,平面,
由已知,,是的中点,所以,,则直线 ,
因为平面,所以直线 ,
又因为,在平面内,且与相交,
所以直线平面。
(Ⅱ)过作于,
因为平面,所以。
又因为在平面内,且与相交,
所以平面。
由,,有,,
所以在中,,
又,所以。
因此三棱锥的体积是。
本题主要考查空间几何体的体积计算及线面之间的位置关系。
(Ⅰ)据直线与平面的判定定理,只须证得直线与平面的内的两条相交直线垂直即可,由已知,,即可得证。
(Ⅱ)利用等体积转化法,将较难求的量转化为简单易求的待求量即可求得正确答案。