在正方体A1B1C1D1_ABCD中,画出对角线AC1与平面A1BD及平面B1CD1的交点E,F,并证明E,F将对角线AC1三等分

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/29 01:03:13
在正方体A1B1C1D1_ABCD中,画出对角线AC1与平面A1BD及平面B1CD1的交点E,F,并证明E,F将对角线AC1三等分在正方体A1B1C1D1_ABCD中,画出对角线AC1与平面A1BD及

在正方体A1B1C1D1_ABCD中,画出对角线AC1与平面A1BD及平面B1CD1的交点E,F,并证明E,F将对角线AC1三等分
在正方体A1B1C1D1_ABCD中,画出对角线AC1与平面A1BD及平面B1CD1的交点E,F,并证明E,F将对角线AC1三等分

在正方体A1B1C1D1_ABCD中,画出对角线AC1与平面A1BD及平面B1CD1的交点E,F,并证明E,F将对角线AC1三等分
连结AC,与BD相交于O,连结A1O,
因BD⊥AC,AC是AC1在平面ABCD上的射影,根据三垂线定理,
BO⊥AC1,
又O是BD中点,A1B=A1D,
故A1O是等腰三角形A1BD的高,
A1O⊥BD,
A1O∩BD=O,
故AC1⊥平面A1DB,
同理AC1⊥平面CB1D1,
则AE⊥平面A1BD,
C1F⊥平面B1CD1,
设正方体棱长为1,则A1D=A1B=BD=√2,
AC1=√3,
V三棱锥A1-ABD=(1*1/2)/3=1/6,
S△A1BD=√3*(√2)^2/4=√3/2,
V三棱锥A-A1BD=VV三棱锥A1-ABD,
S△A1BD*AE/3=1/6,
AE=√3/3,
同理C1F=√3/3,
EF=AC1-AE-C1F=√3/3,
∴AE=EF=FC1=√3/3,
即E、F将对角线AC1三等分.

设面AC和面A1C1的面对角线交点为O和O1
转化到平面图形AA1C1C上考虑,即证明AE=EF=FC1即可
AA1C1C是平行四边形,O和O1是中点,则A1O1CO是平行四边形 即A1O和CO1平行 接下来利用三角形内不的中位线定理即可证明