Question

如圖所示，在正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中，點(diǎn)E是棱CC₁上的一個動點(diǎn)，平面BED₁交棱AA₁于點(diǎn)F．給出下列四個結(jié)論：
①存在點(diǎn)E，使得A₁C₁∥平面BED₁F；
②存在點(diǎn)E，使得B₁D⊥平面BED₁F；
③對于任意的點(diǎn)E，平面A₁C₁D⊥平面BED₁F；
④對于任意的點(diǎn)E，四棱錐B₁-BED₁F的體積均不變．
其中，所有正確結(jié)論的序號是

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)線面平行和線面垂直的判定定理，以及面面垂直的判定定理和性質(zhì)分別進(jìn)行判斷即可．

解答：解：①當(dāng)E為棱CC₁上的一中點(diǎn)時，此時F也為棱AAC₁上的一個中點(diǎn)，此時A₁C₁∥EF；滿足A₁C₁∥平面BED₁F成立，∴①正確．
②∵B₁D⊆平面BED₁F，∴不可能存在點(diǎn)E，使得B₁D⊥平面BED₁F，∴②錯誤．
③連結(jié)D₁B，則D₁B⊥平面A₁C₁D，而B₁D⊆平面BED₁F，∴平面A₁C₁D⊥平面BED₁F，成立，∴③正確．
④四棱錐B₁-BED₁F的體積等于VD1-BB1F+VD1-B1BF，
設(shè)正方體的棱長為1，
∵無論E，F(xiàn)在何點(diǎn)，三角形BB₁E的面積為

1

2

×1×1=

1

2

為定值，三棱錐D₁-BB₁E的高D₁C₁=1，保持不變．
三角形BB₁F的面積為

1

2

×1×1=

1

2

為定值，三棱錐D₁-BB₁F的高為D₁A₁=1，保持不變．
∴三棱錐D₁-BB₁E和三棱錐D₁-BB₁F體積為定值，
即四棱錐B₁-BED₁F的體積等于VD1-BB1F+VD1-B1BF為定值，∴④正確．
故答案為：①③④

點(diǎn)評：本題主要考查空間直線和平面平行或垂直的位置關(guān)系的判斷以及利用分割法求空間幾何體的體積的方法，綜合性較強(qiáng)，難度較大．