如图,在四棱
锥
中,平面
平面
,且
,
.四边形
满足
,
,
.
为侧棱
的中点,
为侧棱
上的任意一点.
(Ⅰ)若
为
的中点,求证:
平面
;
(Ⅱ)求证:平面
平面
;
(Ⅲ)是否存在点
,使得直线
与平面
垂直?若存在,写出证明过程并求出线段
的长;若不存在,请说明理由.
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如图,在四棱
锥
中,平面
平面
,且
,
.四边形
满足
,
,
.
为侧棱
的中点,
为侧棱
上的任意一点.
(Ⅰ)若
为
的中点,求证:
平面
;
(Ⅱ)求证:平面
平面
;
(Ⅲ)是否存在点
,使得直线
与平面
垂直?若存在,写出证明过程并求出线段
的长;若不存在,请说明理由.
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证明:(Ⅰ)因为
分别为侧棱
的中点,
所以
.
因为
,所以
.
而
平面
,
平面
,
所以
平面
.
(Ⅱ)因为平面
平面
,
平面
平面
,且
,
平面
.
所以
平面
,又
平面
,所以
.
又因为
,
,所以
平面
,
而
平面
,
所以平面
平面
.…
(Ⅲ)存在点
,使得直线
与平面
垂直.
在棱
上显然存在点
,使得
.
由已知,
,
,
,
.
由平面几何知识可得
.
由(Ⅱ)知,
平面
,所以
,
因为
,所以
平面
.
而
平面
,所以
.[来源:]
又因为
,所以
平面
.
在
中,
,
可求得,
.
可见直线
与平面
能够垂直,此时线段
的长为
.