题目内容

(本小题满分12分)如图:已知正方体ABCD—A1B1C1D1,过BD1的平面分别交棱AA1和棱CC1于E、F两点。(1)求证:A1E=CF;  (2)若E、F分别是棱AA1和棱CC1的中点,求证:平面EBFD1⊥平面BB1D1

(Ⅰ)见解析   (Ⅱ)  见解析


解析:

(1)由题知,平面EBFD1与平面BCC1B1交于

BF、与平面ADD1A交于ED1 …………1分

又平面BCC1B1//平面ADD1A1∴D1E//BF  …………2分

同理BE//D1F   ………………3分∴四边形EBFD1为平行四边形

∴D1E=BF  ……4分∵A1D1==CB,D1E=BF,∠D1A1E=∠BCF=90°

≌Rt△CBF∴A1E=CF   ………………6分

   (2)∵四边形EBFD1是平行四边形。AE=A1E,FC=FC1

∴Rt△EAB≌Rt△FCB,

∴BE=BF,故四边形EBFD1为菱形。 ………………8分

连结EF、BD1、A1C1。∵四边形EBFD1为菱形,∴EF⊥BD1

在正方体ABCD—A1B1C1D1中,有B1D1⊥A1C1,B1D⊥A1A

∴B1D1⊥平面A1ACC1。   ………………10分

又EF平面A1ACC1,∴EF⊥B1D1。又B1D1∩BD1=D1

∴EF⊥平面BB1D1

又EF平面EBFD1,故平面EBFD1⊥平面BB1D1。  ………………12分

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