如图,四棱锥B-AECD中,侧面ABE⊥底面AECD,侧面ABE是等边三角形,底面AECD是菱形,且∠DAE=60°,F是CD的中点,P是棱BC的中点。求证:
(1)AE⊥BD (2)平面PEF⊥平面AECD。
如图,四棱锥B-AECD中,侧面ABE⊥底面AECD,侧面ABE是等边三角形,底面AECD是菱形,且∠DAE=60°,F是CD的中点,P是棱BC的中点。求证:
(1)AE⊥BD (2)平面PEF⊥平面AECD。
是高中生吧? 为什么有老师不问,来这里? 老师给的答案和解析是最完整的。
证明:(1)、取AE的中点G,联结BG,DG,ABE,ADE是等边三角形,∴BG⊥AE,DG⊥AE,由三垂线定理可知AE⊥BD 。(2)、点P,F分别为BC,DC的中点,所以PF∥BD,∵AE⊥BD ,所以AE⊥PF,又∵EF∥GD,AE⊥DG,∴AE⊥EF,∴AE⊥平面PEF,所以AE为平面PEF的法线,BG为平面AECD的法线,AE⊥BD ,所以平面PEF⊥平面AECD。
取AE的中点G,连接BG、DG、DE,过P在平面EFP中作EF的垂线交EF于H
∵AECD是菱形,且角DAE=60°
∴三角形ADE、CDE是等边三角形
∵ABE是等边三角形且G是AE的中点
∴BG⊥AE,DG⊥AE
∴AE⊥平面BDG (垂直平面中两条相交直线)
∴AE⊥BD (垂直面积则垂直平面中所有直线)
(2)
∵F、P是CD、BC的中点
∴FP//BD
∴AE⊥PF
∵AE、CD是菱形两对边平行
∴CD⊥PF
∵F是等边三角形CDE的CD边的中点
∴ EF⊥CD
∴CD⊥平面EFP
∴PH⊥CD
∴PH⊥平面AECD (PH⊥CD,PH⊥EF)
∴平面PEF⊥平面AECD (平面PEF经过垂直平面AECD的直线PH)