1. 如图,在三棱柱abc—a1b1c1中,每个侧面均为正方形,d、e分别为侧棱ab、cc1的中点,ab1与a1b的交点为o.
(1)求证:cd//平面a1eb;
(2)求证:平面a1eb.
证明:(1)连接od,因为o为ab1的中点,d为ab的中点,所以od//bb1,且。
又e是cc1中点,则ec//bb1
且,即ec//od且ec=od。
则四边形ecdo为平行四边形,所以eo//cd。
又平面a1be,平面a1be,则cd//平面a1be 7分。
(2)因为三棱柱各侧面都是正方形,所以,所以bb1 平面abc
因为平面abc,所以bb1 cd
由已知得ab=bc=ac,所以cd ab
所以cd平面a1abb1。
由(1)可知eo//cd,所以eo平面a1abb1,所以eo ab1
因为侧面是正方形,所以ab1 a1b
又平面a1eb,平面a1eb
所以ab1平面a1be。
2.如图,在底面是正方形的四棱锥中,点在上,且。
1)求证:平面;
2)在棱上是否存在一点,使得平面?
若存在,求出的值;若不存在,说明理由。
解析: (2)为的中点, =
3. 如图,在四棱锥中,平面平面.四边形为正方形,且为的中点,为的中点.
ⅰ)求证:平面;
ⅱ)求证:平面;
ⅲ)若,为中点,在棱上是否存在点,
使得平面⊥平面,并证明你的结论。
证明:(ⅰ因为四边形为正方形,则。 …1分。
又平面平面,且面面,所以平面3分。
ⅱ)取sc的中点r,连qr, dr.
由题意知:pd∥bc且pd=bc.……4分。
在中,为的中点,r为sc的中点,所以qr∥bc且qr=bc.
所以qr∥pd且qr=pd,则四边形为平行四边形7分。
所以pq∥dr.又pq平面scd,dr平面scd,
所以pq∥平面scd10分。
ⅲ)存在点为中点,使得平面平面11分。
连接交于点,连接、,因为,并且,所以四边形为平行四边形,所以。
又因为为中点,所以12分。
因为平面平面,平面平面=,并且,所以平面,所以平面13分。
又因为平面,所以平面平面14分。
4. 在四棱锥中,底面是菱形,.
ⅰ)若,求证:平面;
ⅱ)若平面平面,求证:;
ⅲ)在棱上是否存在点(异于点)使得∥平面,若存在,求的值;若不存在,说明理由。
ⅰ)证明:因为底面是菱形。
所以1分。因为,所以平面3分。
ⅱ)证明:由(ⅰ)可知。
因为平面平面,平面平面,平面,所以平面5分。
因为平面,所以7分。
因为底面是菱形,所以。
所以8分。ⅲ)解:不存在。 下面用反证法说明9分。
假设存在点(异于点)使得∥平面。
在菱形中,∥,因为平面,平面,所以∥平面。
11分。因为平面,平面,所以平面∥平面。
13分。而平面与平面相交,矛盾14分。
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