(14分)如图,在三棱锥 A-B C D 中, A B A…——2017 高考数学第 15 题答案解析

2017_江苏卷 (2017)

2017 Jiangsu Question 15 Free-response Differentiating
2017_江苏卷 (2017)

15.(14分)如图,在三棱锥 $A-B C D$ 中,$A B \perp A D, B C \perp B D$ ,平面 $A B D \perp$ 平面 $B C D$ ,点 $E , F$( $E$ 与 $A , D$ 不重合)分别在棱 $A D, B D$ 上,且 $E F \perp A D$ .

求证:(1)$E F / /$ 平面 $A B C$ ;
(2)$A D \perp A C$ .

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(1)在三棱锥 $A-BCD$ 中,因为 $AB \perp AD$,$EF \perp AD$,且 $AB, EF$ 均在平面 $ABD$ 内,
所以 $AB // EF$.
又因为 $EF \not\subset$ 平面 $ABC$,$AB \subset$ 平面 $ABC$,
根据线面平行的判定定理,可得 $EF //$ 平面 $ABC$.

(2)因为平面 $ABD \perp$ 平面 $BCD$,平面 $ABD \cap$ 平面 $BCD = BD$,
且 $BC \subset$ 平面 $BCD$,$BC \perp BD$,
根据面面垂直的性质定理,可得 $BC \perp$ 平面 $ABD$.
因为 $AD \subset$ 平面 $ABD$,所以 $BC \perp AD$.
又因为已知 $AB \perp AD$,且 $AB \cap BC = B$,$AB, BC \subset$ 平面 $ABC$,
根据线面垂直的判定定理,可得 $AD \perp$ 平面 $ABC$.
因为 $AC \subset$ 平面 $ABC$,
所以 $AD \perp AC$.

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