如图所示,圆柱的高为2,底面半径为
, AE、DF是圆柱的两条母线,过
作圆柱的截面交下底面于
,且
=![]()
(1)求证:平面
∥平面
;
(2)求证:
;
(3)求四棱锥
体积的最大值.

如图所示,圆柱的高为2,底面半径为
, AE、DF是圆柱的两条母线,过
作圆柱的截面交下底面于
,且
=![]()
(1)求证:平面
∥平面
;
(2)求证:
;
(3)求四棱锥
体积的最大值.

1)证明:∵AE、DF是圆柱的两条母线
∴ AE∥DF.
∵
平面
,
平面
,∴ AE∥平面![]()
在圆柱中:
上底面//下底面,且上底面∩截面ABCD=
,
下底面∩截面ABCD=![]()
∴
//![]()
∵
=
∴四边形ABCD为平行四边形
∴ AB∥CD.
∵
平面
,
平面
, ∴ AB∥平面
.
∵
∴ 平面
∥平面![]()
(2)证明:∵AE、DF是圆柱的两条母线,![]()
![]()
四边形
平行四边形,
∥
且
=![]()
∵ 四边形ABCD为平行四边形
∥
且
=![]()
∥
且
=![]()
在圆柱底面上因为
∥
且
=
为直径
![]()
(3)解法1:作
∵
圆柱的母线
垂直于底面
∴ ![]()
∵
![]()
∴
平面
∴![]()
∵
∴
平面![]()
设
在Rt△
中,
∴![]()
在Rt△
中,
,∴![]()
由(2)的证明过程可知
平面
∴
∵ 四边形ABCD为平行四边形 ∴四边形ABCD为矩形
∴
在Rt△
中,
∵![]()
∴![]()
![]()
≤![]()
当
时,即
时,四棱锥
的体积最大,最大值为![]()
解法2:![]()
设
(或设
)
在Rt△
中,
∴
(
,
)
∵
垂直于底面,设
,![]()
∴ ![]()
![]()
≤![]()
当
时,即
时,四棱锥
的体积最大,最大值为![]()
解法3:![]()
设
,![]()
在Rt△
中,
∴
,![]()
∵
垂直于底面,
∴
=
=
≤![]()
当
,即
时,四棱锥
的体积最大,最大值为
.