Question

16．如图，在正四棱锥S-ABCD中，E．M．N分别是BC．CD．SC的中点，动点P的线段MN上运动时，下列四个结论：
①EP⊥AC；   ②EP∥BD；③EP∥平面SBD；  ④EP⊥平面SAC
恒成立的是①③．（把正确的序号都填上）

Answer 1

分析 在①中：由已知得SO⊥AC．，AC⊥平面SBD，从而平面EMN∥平面SBD，由此得到AC⊥EP；在②中：由异面直线的定义可知：EP与BD是异面直线；在③中：由平面EMN∥平面SBD，从而得到EP∥平面SBD；在④中：由已知得EM⊥平面SAC，从而得到EP与平面SAC不垂直．

解答 解：解：如图所示，连接AC、BD相交于点O，连接EM，EN．
在①中：由正四棱锥S-ABCD，可得SO⊥底面ABCD，AC⊥BD，
∴SO⊥AC．
∵SO∩BD=O，∴AC⊥平面SBD，
∵E，M，N分别是BC，CD，SC的中点，
∴EM∥BD，MN∥SD，而EM∩MN=N，
∴平面EMN∥平面SBD，∴AC⊥平面EMN，∴AC⊥EP．故正确．
在②中：由异面直线的定义可知：EP与BD是异面直线，
不可能EP∥BD，因此不正确；
在③中：由①可知平面EMN∥平面SBD，
∴EP∥平面SBD，因此正确．
在④中：由①同理可得：EM⊥平面SAC，
若EP⊥平面SAC，则EP∥EM，与EP∩EM=E相矛盾，
因此当P与M不重合时，EP与平面SAC不垂直．即不正确．
∴恒成立的结论是：①③．
故答案为：①③．

点评 本题考查了命题的真假判断与应用，考查空间线面、面面的位置关系判定，考查空间想象能力和思维能力，属于中档题．