题目内容
【题目】在正方体AC1中,E,F分别为D1C1,B1C1的中点,AC∩BD=P,A1C1∩EF=Q,如图.
(1)若A1C交平面EFBD于点R,证明:P,Q,R三点共线.
(2)线段AC上是否存在点M,使得平面B1D1M∥平面EFBD,若存在确定M的位置,若不存在说明理由.
【答案】(1)证明见解析(2)存在;M为AP中点
【解析】
根据题意,证明P,Q,R是平面BDEF和平面BDD1B1的公共点,利用平面的公理3即可得证;
存在点M为AP中点, 使平面B1D1M∥平面EFBD.取AD中点G,AB中点H,连结GH,交AC于点M,连结D1G,B1H,利用线面平行的判定定理证明平面,平面,由面面平行的判定定理即可得证.
(1)证明:∵在正方体AC1中,E,F分别为D1C1,B1C1的中点,
AC∩BD=P,A1C1∩EF=Q,A1C交平面EFBD于点R,
∴P,Q,R是平面BDEF和平面BDD1B1的公共点,
∴P,Q,R三点共线.
(2)存在点M为AP中点, 使平面B1D1M∥平面EFBD.
证明如下:取AD中点G,AB中点H,连结GH,交AC于点M,连结D1G,B1H,如图:
由题意得,GH∥EF,因为平面,平面,
所以平面,
因为B1H∥DE,同理可证,平面,
又因为, 由面面平行的判定定理可得,
∴平面GHB1D1∥平面BDEF,
∴线段AC上存在点M,使得平面B1D1M∥平面EFBD,且M为AP中点.
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