(12分)如图,长方体$ABCD-A_1 B_1 C_1 D_1$的底面$ABCD$是正方形,点$E$在棱$AA_1$上,$BE \perp EC_1$。
(1)证明:$BE \perp$平面$EB_1C_1$;
(2)若$AE=A_1E,AB=3$,求四棱锥$E-BB_1C_1C$的体积。
(1)因为平面,
平面,
所以。
又因为,且与相交于,
所以平面。
(2)过点作的平行线交于点,如下图。
由长方形的性质可知。
由长方体的性质得平面,
因为,所以平面,
即为四棱锥的高。
因为
所以,
由(1)得平面,所以,
所以为等腰直角三角形,
所以和为等腰直角三角形。
因为,所以,所以。
因为底面是正方形,
。
本题主要考查点、直线、平面的位置关系和空间几何体的体积。
(1)为了证明直线平面,在已知的前提条件下,只需证明,由平面即可证得。
(2)因为平面,点在棱上,所以四棱锥的高即为过点且平行于的线段。再利用,求出线段的长度即可。