(本小题共14分) 如图,在四面体 P A B C 中,…——2011 高考数学第 17 题答案解析

2011_北京卷 (2011·文)

2011 北京 第 17 题 解答题 区分题
2011_北京卷 (2011·文)

17.(本小题共14分)
如图,在四面体 $P A B C$ 中,$P C \perp A B, P A \perp B C$ ,点 $D, E, F, G$ 分别是棱 $A P, A C, B C, P B$ 的中点.
(I)求证: $\mathrm{DE} \|$ 平面 BCP ;
(II)求证:四边形DEFG为矩形;
(III)是否存在点 Q ,到四面体 PABC 六条棱的中点的距离相等?说明理由.

完整解析 · 逐步详解

【解答】
(共14分)
证明:(I)因为D,E分别为AP,AC的中点,
所以 $\mathrm{DE} / / \mathrm{PC}$ 。
又因为 $\mathrm{DE} \not \subset$ 平面 BCP ,
所以 $\mathrm{DE} / /$ 平面 BCP 。
(II)因为 $D, E, F, G$ 分别为
$\mathrm{AP}, \mathrm{AC}, \mathrm{BC}, \mathrm{PB}$ 的中点,
所以 $\mathrm{DE} / / \mathrm{PC} / / \mathrm{FG}, \mathrm{DG} / / \mathrm{AB} / / \mathrm{EF}$ 。
所以四边形 DEFG 为平行四边形,
又因为 $P C \perp A B$ ,
所以DE $\perp \mathrm{DG}$ ,
所以四边形DEFG为矩形。

(III)存在点 Q 满足条件,理由如下:
连接 $\mathrm{DF}, \mathrm{EG}$ ,设 Q 为 EG 的中点
由(II)知,$D F \cap E G=Q$ ,且 $Q D=Q E=Q F=Q G=\frac{1}{2} E G$ 。
分别取 $P C, A B$ 的中点 $M, N$ ,连接 $M E, E N, N G, M G, M N$ 。
与(II)同理,可证四边形MENG为矩形,其对角线点为EG的中点Q,
且 $Q M=Q N=\frac{1}{2} E G$ ,
所以 Q 为满足条件的点.

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