题目内容
【题目】如图,在正三棱柱
(侧棱垂直于底面,且底面三角形
是等边三角形)中,
,
分别是
的中点.
![]()
(1)求证:平面
∥平面
;
(2)在线段
上是否存在一点
使
平面
?若存在,确定点
的位置;若不存在,也请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)存在;点
在
处
【解析】
(1)要证明平面
∥平面
,只需证明
∥平面
,
∥平面
即可;
(2)在线段
上存在一点
,它就是点
,连接
,过点
作
垂直于
,垂足为
,连接
,只需证明
,
,再利用线面垂直的判定定理即可得到证明.
证明:(1)因为
分别是
的中点,
所以
∥
,
又因为
平面
,
平面
,所以
∥平面
.
因为
分别是
的中点,四边形
为平行四边形,
所以
,且
∥
,
所以四边形
是平行四边形,
所以
∥
.
又因为
平面
,
平面
,
所以
∥平面
.
又因为
,
平面
,
平面
,
所以平面
∥平面
.
(2)在线段
上存在一点
,它就是点
,使得
平面
.
连接
,过点
作
垂直于
,垂足为
,连接
.
![]()
因为在正三棱柱
中,
,底面三角形
是等边三角形,
所以四边形
是正方形,
所以
.
易证
,
所以
,
所以
,
所以
,
因为
,三棱柱
为直三棱柱,
所以
平面
.
又因为
平面
,
所以
.
又因为
,
平面
,
平面
,
所以
平面
.
又因为
平面
,所以
.
又
,
平面
,
平面
,
所以
平面
.
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