Question

在平面直角坐標系xoy中，已知四點A（2，0），B（-2，0），C（0，-2），D（-2，-2），把坐標系平面沿y軸折為直二面角．
（1）求證：BC⊥AD；
（2）求三棱錐C-AOD的體積．

Answer 1

分析：（1）【法一】要證異面直線BC⊥AD，須證BC⊥平面ADO，即證AO⊥BC，BC⊥OD，這是成立的；
【法二】建立空間直角坐標系，
由向量的數量積為0，得兩向量垂直．
（2）三棱錐的體積由體積公式V=

1

3

•S_高•h可得．

解答：解：（1）【法一】∵BOCD為正方形，
∴BC⊥OD，∠AOB為二面角B-CO-A的平面角
∴AO⊥BO，∵AO⊥CO，且BO∩CO=O
∴AO⊥平面BCO，又BC⊆平面BCO
∴AO⊥BC，且DO∩AO=O
∴BC⊥平面ADO，且AD⊆平面ADO，∴BC⊥AD．


【法二】分別以OA，OC，OB為x軸，y軸，z軸的正方向，建立空間直角坐標系，則
設O（0，0，0），A（2，0，0），B（0，0，2），C（0，2，0），D（0，2，2）；
有

AD

=（-2，2，2），

BC

=（-2，2，0），∴

AD

•

BC

=0，∴

AD

⊥

BC

，即BC⊥AD．
（2）三棱錐C-AOD的體積為：V_C-AOD=V_A-COD=

1

3

•S_△COD•OA
=

1

3

×

1

2

×2×2×2=

4

3

．

點評：本題考查了空間中的垂直關系，可以直接證明線線垂直，得線面垂直；線面垂直，得線線垂直．用向量的數量積為0，證線線垂直更容易．求三棱錐的體積是關鍵是求底面積和高．