如图,长方体 $ABCD-A_1B_1C_1D_1$ 中 $AB=16$,$BC=10$,$AA_1=8$,点 $E$,$F$ 分别在 $A_1B_1$,$D_1C_1$ 上,$A_1E=D_1F=4$.过点 $E$,$F$ 的平面 $\alpha$ 与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.

【难度】
【出处】
2015年高考全国II卷(文)
【标注】
-
在图中画出这个正方形(不必说明画法与理由);标注答案略解析本小题其实就是要求作出符合条件的长方体的截面.交线围成的正方形 $EHGF$ 如图.
注:具体画法为,在 $AB$ 上取 $AH=10$,在 $DC$ 上取 $DG=10$,连接 $EH$,$HG$,$GF$ 即可.
-
求平面 $\alpha$ 把该长方体分成的两部分体积的比值.标注答案$\dfrac{9}{7}$($\dfrac{7}{9}$ 也正确)解析本小题是空间几何体的体积比较问题,因为两个四棱柱等高,所以只要求它们底面面积的比即可.作 $EM\perp AB$,垂足为 $M$,则 $AM=A_1E=4$,$EB_1=12$,$EM=AA_1=8$.
因为 $EHGF$ 为正方形,所以 $EH=EF=BC=10$.
于是 $MH=\sqrt{EH^2-EM^2}=6$,
$AH=10$,$HB=6$.
故 $S_{四边形A_1EHA}=\dfrac 12\times \left(4+10\right)\times 8=56$,$S_{四边形EB_1BH}=\dfrac 12\times \left(12+6\right)\times 8=72$.
因为长方体被平面 $\alpha$ 分为两个高为 $10$ 的直棱柱,所以其体积的比值为 $\dfrac{9}{7}$($\dfrac{7}{9}$ 也正确).
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2