(本小题14分)
如图,在三棱锥中,,,,,为线段的中点,为线段上一点。
(1)求证:;
(2)求证:平面平面;
(3)当平面时,求三棱锥的体积。
(1)因为,,并且,,平面,所以平面,又平面,所以。
(2)因为,,所以为等腰直角三角形,又因为为线段的中点,所以。因为,所以平面。又因为平面,所以平面平面。
(3)当平面时,因为为平面与平面的交线,在平面内,所以。又因为为线段的中点,所以为的中位线,所以,且平面。因此,三棱锥的底面积,体积。
本题主要考查点、直线、平面的位置关系。
(1)根据条件给出的垂直关系可得出平面,即可得出。
(2)结合条件可知为等腰直角三角形,所以,然后根据(1)中结论即可得出平面,平面平面。
(3)当平面时,根据空间直线与平面平行的性质可得,结合条件可知为的中位线,平面,然后求三棱锥的体积即可。