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如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E、F分别是AB、C1D1的中点.

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/04/30 06:48:05
如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E、F分别是AB、C1D1的中点.
(1)证明:点A1、F、C、E在同一平面内;
(2)若点G、H分别是DD1、B1C1的中点,证明:GH⊥平面A1FCE.
证明:(1)作A1B1的中点M,并连接BM、FM
依题意得EB与A1M平行且相等…(1分)
∴四边形A1MBE是平行四边形∴A1E∥MB…(2分)
又依题意得BC与MF平行且相等∴四边形MFCB是平行四边形…(3分)
∴MB∥FC…(4分)
∴A1E∥FC…(5分)
∴点A1、F、C、E在同一平面内…(6分)
(2)由GD1⊥平面A1B1C1D1,且A1F⊂平面A1B1C1D1∴GD1⊥A1F…(7分)
又由F、H分别是C1D1、B1C1的中点,∴Rt△A1FD1≌Rt△D1HC1
∴∠D1A1F=∠HD1C1
又∵∠D1A1F+∠D1FA1=90°∴∠HD1C1+∠D1FA1=90°∴D1H⊥A1F…(9分)
而D1H∩D1G=D1,D1H,D1G⊂平面D1HG
∴A1F⊥平面D1HG,而GH⊂平面D1HG
∴A1F⊥GH…(11分)
同理可证CF⊥GH…(13分)
而CF∩A1F=F,CF,A1F⊂平面A1FCE.
∴GH⊥平面A1FCE.…(14分)