如图,四边形ABCD为正方形,EA⊥平面ABCD,EF∥AB,AB=4,AE=2,EF=1.(Ⅰ)求证:BC⊥AF;(Ⅱ)若点M在线段AC上,且满足CM=14CA,求证:EM∥平面FBC;(Ⅲ)试判断

题目简介

如图,四边形ABCD为正方形,EA⊥平面ABCD,EF∥AB,AB=4,AE=2,EF=1.(Ⅰ)求证:BC⊥AF;(Ⅱ)若点M在线段AC上,且满足CM=14CA,求证:EM∥平面FBC;(Ⅲ)试判断

题目详情

如图,四边形ABCD为正方形,EA⊥平面ABCD,EFAB,AB=4,AE=2,EF=1.
(Ⅰ)求证:BC⊥AF;
(Ⅱ)若点M在线段AC上,且满足CM=
1
4
CA
,求证:EM平面FBC;
(Ⅲ)试判断直线AF与平面EBC是否垂直?若垂直,请给出证明;若不垂直,请说明理由.360优课网
题型:解答题难度:中档来源:朝阳区二模

答案


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(Ⅰ)因为EFAB,所以EF与AB确定平面EABF,
因为EA⊥平面ABCD,所以EA⊥BC.…(2分)
由已知得AB⊥BC且EA∩AB=A,
所以BC⊥平面EABF.…(3分)
又AF?平面EABF,
所以BC⊥AF.…(4分)
(Ⅱ)过M作MN⊥BC,垂足为N,连结FN,则MNAB.…(5分)
CM=class="stub"1
4
AC
,所以MN=class="stub"1
4
AB

又EFAB且EF=class="stub"1
4
AB
,所以EFMN.…(6分)
且EF=MN,所以四边形EFNM为平行四边形.…(7分)
所以EMFN.
又FN?平面FBC,EM?平面FBC,
所以EM平面FBC.…(9分)
(Ⅲ)直线AF垂直于平面EBC.…(10分)
证明如下:
由(Ⅰ)可知,AF⊥BC.
在四边形ABFE中,AB=4,AE=2,EF=1,∠BAE=∠AEF=90°,
所以tan∠EBA=tan∠FAE=class="stub"1
2
,则∠EBA=∠FAE.
设AF∩BE=P,因为∠PAE+∠PAB=90°,故∠PBA+∠PAB=90°
则∠APB=90°,即EB⊥AF.…(12分)
又因为EB∩BC=B,所以AF⊥平面EBC.…(13分)

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