【文章內(nèi)容簡介】
E .∴ 四邊形 G E A F 為平行四邊形. ∵ GF =12CD , ∴ EA =12CD =12BA , ∴ E 為 AB 的中點. 線面平行和面面平行的綜合問題 [ 例 3] 在正方體 A BC D - A 1 B 1 C 1 D 1 中,如圖. ( 1) 求證:平面 AB 1 D 1 ∥ 平面 C 1 BD ; ( 2) 試找出體對角線 A 1 C 與平面 AB 1 D 1 和平面 C 1 BD 的交點E , F ,并證明: A 1 E = EF = FC . [ 解 ] 證明: ( 1) 因為在正方體 AB CD - A1B1C1D1中, AD綊 B1C1, 所以四邊形 AB1C1D 是平行四邊形,所以 AB1∥ C1D . 又因為 C1D ? 平面 C1BD , AB1? 平面 C1BD . 所以 AB1∥ 平面 C1BD . 同理 B1D1∥ 平面 C1BD . 又因為 AB1∩ B1D1= B1, AB1? 平面 AB1D1, B1D1? 平面AB1D1, 所以平面 AB1D1∥ 平面 C1BD . (2) 如圖,連接 A1C1交 B1D1于點 O1,連接 AO1與 A1C 交于點E . 又因為 AO1? 平面 AB1D1,所以點 E 也在平面 AB1D1內(nèi), 所以點 E 就是 A1C 與平面 AB1D1的交點; 連接 AC 交 BD 于 O ,連接 C1O 與 A1C 交于點 F ,則點 F 就是A1C 與平面 C1BD 的交點.下面證明 A1E = EF = FC . 因為平面 A1C1C ∩ 平面 AB1D1= EO1, 平面 A1C1C ∩ 平面 C1BD = C1F , 平面 AB1D1∥ 平面 C1BD ,所以 EO1∥ C1F . 在 △ A1C1F 中, O1是 A1C1的中點,所以 E 是 A1F 的中點, 即 A1E = EF ; 同理可證 OF ∥ AE ,所以 F 是 CE 的中點, 即 CF = FE , 所以 A1E = EF = FC . [類題通法 ] 1.在遇到線面平行時,常需作出過已知直線與已知平面相交的輔助平面,以便運用線面平行的性質(zhì). 2.要靈活應(yīng)用線線平行、線面平行和面面平行的相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化.在解決立體幾何中的平行問題時,一般都要用到平行關(guān)系的轉(zhuǎn)化.轉(zhuǎn)化思想是解決這類問題的最有效的方法. [ 活學(xué)活用 ] 3. 如圖,在棱長為 a 的正方體 AB CD - A 1 B 1 C 1 D 1 中, E , F ,P , Q 分別是 BC , C 1 D 1 , AD 1 , BD 的中點. ( 1) 求證: PQ ∥ 平面 DC C 1 D 1 ; ( 2) 求 PQ 的長; ( 3) 求證: EF ∥ 平面 BB 1 D 1 D . 解: (1)證明:如圖所示. 連接 AC , CD 1 , ∵ P , Q 分別是 AD 1 ,