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必刷大题16空间向量与立体几何
1.在直三棱柱ABC-ABC中,∠ABC=90°,BC=2,CC=4,点E在线段BB上,且
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EB=1,D,F,G分别为CC,CB,CA的中点.
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(1)证明:BD⊥平面ABD;
1
(2)证明:平面EGF∥平面ABD.
证明:(1)以B为坐标原点,BA,BC,BB1所在的直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间
直角坐标系,如图所示,
则B(0,0,0),D(0,2,2),B1(0,0,4),
设BA=a,则A(a,0,0),
所以=(a,0,0),=(0,2,2),1=(0,2,-2),
1·=0,1·=0+4-4=0,
即BD⊥BA,BD⊥BD,BA∩BD=B,
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因此BD⊥平面ABD.
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(2)由(1)知,E(0,0,3),G(,1,4),F(0,1,4),
2
则=(,1,1),=(0,1,1),
2
·=0+2-2=0,·=0+2-2=0,即BD⊥EG,BD⊥EF.
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1
EG∩EF=E,因此BD⊥平面EGF.
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结合(1)可知平面EGF∥平面ABD.
2.如图,在三棱锥P-ABC中,AB=AC,D是BC的中点,PO⊥平面ABC,垂足O落在线
段AD上,已知BC=8,PO=4,AO=3,OD=2.
(1)求证:AP⊥BC;
(2)若点M是线段AP上一点,且AM=3.试证明平面AMC⊥平面BMC.
证明:(1)以O为原点,过点O作CB的平行线为x轴,以方向为y轴正方向,以
的方向为z轴正方向,建立空间直角坐标系,如图所示;
则O(0,0,0),A(0,-3,0),
B(4,2,0),C(-4,2,0),P(0,0,4),
故=(0,3,4),=(-8,0,0),
∴·=0×(-8)+3×0+4×0=0,
∴⊥,即AP⊥BC.
(2)∵PO⊥平面ABC,AO⊂平面ABC,∴PO⊥AO,
∵PO=4,AO=3,故AP=5,∵M为AP上一点,且AM=3,
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