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2024年高考数学甲卷-文19

(12分)如图,在以$A$,$B$,$C$,$D$,$E$,$F$为顶点的五面体中,四边形$ABCD$与四边形$ADEF$均为等腰梯形,$AB//CD$,$CD//EF$,$AB=DE=EF=CF=2$,$CD=4$,$AD=BC=\sqrt{10}$,$AE=2\sqrt{3}$,$M$为$CD$的中点.
(1)证明:$EM//$平面$BCF$;
(2)求点$M$到$ADE$的距离.

分析:(1)易证四边形$EFCM$为平行四边形,由线面平行的判定定理即可证明;
(2)取$DM$的中点$O$,连结$OA$,$OE$,可证明$OA\bot$平面$DEM$,利用$V_{M-ADE}=V_{A-MDE}$求解即可.
(1)证明:由题意得:$EF//CM$,$EF=CM$,
所以四边形$EFCM$为平行四边形,
所以$EM//CF$,
而$EM\not\subset$平面$BCF$,$CF\subset$平面$BCF$,
所以$EM//$平面$BCF$.
(2)解:取$DM$的中点$O$,连结$OA$,$OE$,

由已知得,$\Delta EMD$是边长为2的等边三角形,$\Delta ADM$是以$AD=AM=\sqrt{10}$为腰的等腰三角形,
则$OE\bot DM$,$OA\bot DM$,$OA=3$,$OE=\sqrt{3}$,$S_{\Delta DEM}=\dfrac{1}{2}\times 2^{2}\times \sin  60^\circ =\sqrt{3}$,
因为$AE=2\sqrt{3}$,所以$OA^{2}+OE^{2}=AE^{2}$,即$OA\bot OE$,
又$DM\bigcap OE=O$,所以$OA\bot$平面$DEM$,
因为$DE=2$,$AD=\sqrt{10}$,
$\cos  \angle ADE=\dfrac{A{D}^{2}+D{E}^{2}-A{E}^{2}}{2AD\cdot DE}=\dfrac{1}{2\sqrt{10}}$,所以$\sin  \angle ADE=\dfrac{\sqrt{39}}{2\sqrt{10}}$,
$S_{\Delta ADE}=\dfrac{1}{2}AD\cdot DE\cdot \sin  \angle ADE=\dfrac{\sqrt{39}}{2}$,
设点$M$到平面$ADE$的距离为$h$,因为$V_{M-ADE}=V_{A-MDE}$,
所以$\dfrac{1}{3}\cdot S_{\Delta ADE}\cdot h=\dfrac{1}{3}\cdot S_{\Delta DEM}\cdot AO$,
$\dfrac{1}{3}\times \dfrac{\sqrt{39}}{2}\times h=\dfrac{1}{3}\times \sqrt{3}\times 3$,$h=\dfrac{6\sqrt{13}}{13}$,
故点$M$到平面$ADE$的距离为$\dfrac{6\sqrt{13}}{13}$.
点评:本题考查了空间线面平行、点面距离,属于中档题.
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