如图,已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1,底面ABCD为菱形,∠DAB=120°,E为线段CC1的中点,F为线段BD1的中点.
(Ⅰ)求证:EF∥平面ABCD;
(Ⅱ)当的比值为多少时,DF⊥平面D1EB,并说明理由.
网友回答
(Ⅰ)证明:连接AC1,由题意可知点F为AC1的中点.
∵因为点E为CC1的中点,∴在△ACC1中,EF∥AC.
又∵EF?面ABCD,AC?面ABCD,∴EF∥面ABCD.
(Ⅱ)解:当时,DF⊥平面D1EB.
∵四边形ABCD为菱形,且∠DAB=120°,∴.
∵四棱柱ABCD-A1B1C1D1为直四棱柱,∴四边形DBB1D1为矩形.
又,∴BD=DD1,∴四边形DBB1D1为正方形,∴DF⊥D1B
在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,DD1⊥底面ABCD,AC?面ABCD,∴AC⊥DD1
∵四边形ABCD为菱形,AC⊥BD,BD∩DD1=D,
∴AC⊥面DBB1D1.
∵DF?面DBB1D1,∴AC⊥DF,又EF∥AC,∴EF⊥DF.∵EF?面D1EB,D1B?面D1EB,EF∩D1B=F,∴DF⊥平面D1EB.
解析分析:(Ⅰ)证明EF∥面ABCD,利用线面平行的判定定理,证明EF∥AC即可;
(Ⅱ)当时,DF⊥平面D1EB,以此为条件,利用线面垂直的判定定理,即可证得.
点评:本题考查线面平行,考查线面垂直,考查探索性问题,解题的关键是掌握线面平行、垂直的判定方法.