13.如圖所示,在四面體ABCD中,截面EFGH平行于對(duì)于棱AB和CD,試問截面在什么位置時(shí)其截面面積最大?

分析 證明四邊形EFGH平行四邊形,設(shè)AF:AC=n,則FC:AC=1-n,又設(shè)AB與CD所成角θ,則有∠FGH=θ(或π-θ).SEFGH=GF•GH•sin∠FGH=(1-n)AB•nCDsin∠FGH=n(1-n)AB•CDsin∠FGH 而AB•CDsin∠FGH定值,故n(1-n)取最大值時(shí)SEFGH最大,即可得出結(jié)論.

解答 解:∵AB∥平面EFGH,平面ABC∩平面EFGH=GF,∴AB∥GF.
同理證EH∥AB,∴GF∥EH,同理證EF∥GH.故四邊形EFGH平行四邊形.
設(shè)AF:AC=n,則FC:AC=1-n,又設(shè)AB與CD所成角θ,則有∠FGH=θ(或π-θ).
∴SEFGH=GF•GH•sin∠FGH=(1-n)AB•nCDsin∠FGH=n(1-n)AB•CDsin∠FGH 而AB•CDsin∠FGH定值,
故n(1-n)取最大值時(shí)SEFGH最大,當(dāng)且僅當(dāng)n=1-n,即n=$\frac{1}{2}$時(shí)取得大值.故當(dāng)E、F、G、H分別各邊點(diǎn)時(shí)四邊形EFGH面積最大.

點(diǎn)評(píng) 本題考查四面體,考查面積的求解,考查學(xué)生分析解決問題的能力,屬于中檔題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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