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> 在四棱柱中,底面,底面为菱形,为与交点,已知,.(1)求证:平面;(2)求证:∥平面;(3)设点在内(含边界),且,说明满足条件的点的轨迹,并求的最小值.-高三数学
在四棱柱中,底面,底面为菱形,为与交点,已知,.(1)求证:平面;(2)求证:∥平面;(3)设点在内(含边界),且,说明满足条件的点的轨迹,并求的最小值.-高三数学
题目简介
在四棱柱中,底面,底面为菱形,为与交点,已知,.(1)求证:平面;(2)求证:∥平面;(3)设点在内(含边界),且,说明满足条件的点的轨迹,并求的最小值.-高三数学
题目详情
在四棱柱
中,
底面
,底面
为菱形,
为
与
交点,已知
,
.
(1)求证:
平面
;
(2)求证:
∥平面
;
(3)设点
在
内(含边界),且
,说明满足条件的点
的轨迹,并求
的最小值.
题型:解答题
难度:中档
来源:不详
答案
(1)详见解析;(2)详见解析;(3)
点在线段
上,
的最小值
.
试题分析:(1)求证:
平面
,证明线面垂直,即证线线垂直,即在平面
找两条相交直线与
垂直,由于底面
为菱形,则
,又
底面
,得
底面
,即
,从而得证;(2)求证:
∥平面
,证明线面平行,首先证明线线平行,可用三角形的中位线平行,也可用平行四边形的对边平行,注意到
是
的中点,连接
,交
于点
,连接
,证得四边形
是平行四边形,从而得
∥
,从而可证
∥平面
.;(3)连接
,则
,又在
中,
,又
为
中点,所以
,得
平面
,由已知可知,
∥
,由
,得
,故
点一定在线段
上,这样就得到点
的轨迹,进而可得
的最小值.
试题解析:(1)依题意, 因为四棱柱
中,
底面
,
所以
底面
.
又
底面
,所以
.
因为
为菱形,所以
.而
,所以
平面
. 4分
(2)连接
,交
于点
,连接
.依题意,
∥
,且
,
,
所以
为矩形.所以
∥
.又
,
,
,
所以
=
,所以
为平行四边形,则
∥
.
又
平面
,
平面
,
所以
∥平面
. 9分
(3)在
内,满足
的点
的轨迹是线段
,包括端点.
分析如下:连接
,则
.
由于
∥
,故欲使
,只需
,从而需
.
又在
中,
,又
为
中点,所以
.
故
点一定在线段
上.当
时,
取最小值.
在直角三角形
中,
,
,
,
所以
. 14分
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如图,四棱锥中,平面,底面为矩形,为
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如图,梯形中,,,,,将沿对角线折起
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