Question

如圖，在棱長為ɑ的正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中，E、F、G分別是CB、CD、CC₁的中點．
（1）求證：平面A B₁D₁∥平面EFG；
（2）求證：平面AA₁C⊥面EFG．

Answer 1

【答案】分析：（1）由題意可得：D₁B₁∥DB．∵E，F(xiàn)分別為BC，CD的中點∴EF∥D₁B₁，再根據(jù)線面平行的判定定理可得：D₁B₁∥平面GEF，同理AB₁∥平面GEF，進而根據(jù)面面平行的判定定理可得面面平行．  
（2）由題意可得：AA₁⊥EF，又∵AC⊥EF，并且AA₁∩AC=A，所以EF⊥平面AA₁C，再根據(jù)面面垂直的判定定理可得面面垂直．
解答：解：（1）在正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中連接BD，
因為DD₁∥B₁B，DD₁=B₁B，DD₁BB₁為平行四邊形
所以D₁B₁∥DB．
∵E，F(xiàn)分別為BC，CD的中點
∴EF∥BD，
∴EF∥D₁B₁．
∵EF?平面GEF，D₁B₁?平面GEF，
∴D₁B₁∥平面GEF
同理AB₁∥平面GEF
∵D₁B₁∩AB₁=B₁
∴平面A B₁D₁∥平面EFG．      
（2）在正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中有AA₁⊥平面ABCD，
∵EF?平面ABCD∴AA₁⊥EF
∵ABCD為正方形
∴AC⊥BD
∵EF∥BD∴AC⊥EF．
 又因為AA₁∩AC=A，
所以EF⊥平面AA₁C．
∵EF?平面EFG
∴平面AA₁C⊥面EFG．
點評：解決此類問題的關(guān)鍵是熟練掌握幾何體的結(jié)構(gòu)特征，進而利用有關(guān)的定理解決點、線、面之間的位置關(guān)系．