如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是棱DD1的中点.
(Ⅰ)证明:平面ADC1B1⊥平面A1BE;
(Ⅱ)在棱C1D1上是否存在一点F,使B1F∥平面A1BE?证明你的结论.
网友回答
解:(Ⅰ)∵ABCD-A1B1C1D1为正方体,∴B1C1⊥平面AA1B1B;
∵A1B?平面AA1B1B,∴B1C1⊥A1B.?????????????????…(2分)
又∵正方形AA1B1B中,A1B⊥AB1,且B1C1、AB1是平面ADC1B1内的相交直线
∴A1B⊥平面ADC1B1.…(4分)
∵A1B?平面A1BE,∴平面ADC1B1⊥平面A1BE.…(6分)
(Ⅱ)当点F为C1D1中点时,可使B1F∥平面A1BE.…(7分)
证明如下:
∵△C1D1D中,EF是中位线,∴EF∥C1D且EF=C1D,…(9分)
设AB1∩A1B=O,则平行四边形AB1C1D中,B1O∥C1D且B1O=C1D,
∴EF∥B1O且EF=B1O,
∴四边形BEF∥B1OEF为平行四边形,B1F∥OE.…(11分)
∵B1F?平面A1BE,OE?平面A1BE,
∴B1F∥平面A1BE??????????????????????????????????…(13分)
解析分析:(I)由B1C1⊥平面AA1B1B,得B1C1⊥A1B.结合正方形AA1B1B中,A1B⊥AB1,可得A1B⊥平面ADC1B1.最后根据面面垂直的判定定理,得到平面ADC1B1⊥平面A1BE;(II)设AB1∩A1B=O,取C1D1中点F,连接OE、EB、B1F.根据三角形中位线定理,得EF∥C1D且EF=C1D,平行四边形AB1C1D中,有B1O∥C1D且B1O=C1D,从而得到EF∥B1O且EF=B1O,四边形BEF∥B1OEF为平行四边形,B1F∥OE,所以B1F∥平面A1BE,即存在C1D1中点F,使B1F∥平面A1BE.
点评:本题在正方体中,证明面面垂直并且探索线面平行的存在性,着重考查了正方体的性质、线面平行的判定,以及线面垂直、面面垂直的判定与性质等知识,属于基础题.