(14 分)如图 1,在 Rt△ABC 中, C = 9…——2012 高考数学第 16 题答案解析

2012_北京卷

2012 北京 第 16 题 解答题 区分题
2012_北京卷

16.(14 分)如图 1,在 Rt△ABC 中, $\angle C = 9 0 ^ { \circ }$ ,D,E 分别为 AC,AB 的中点,点F为线段CD上的一点,将 $\triangle \mathsf { A D E }$ 沿DE 折起到 $\triangle \mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { D } \mathsf { E }$ 的位置,使 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F \bot C D }$ 如图 2

(1)求证:DE∥平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C B }$

(2)求证: $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F } \bot \mathsf { B } \mathsf { E }$

(3)线段 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { B }$ 上是否存在点Q,使 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } \bot$ 平面DEQ?说明理由


图1


图2

参考答案

见解析

查看原卷 →
题目指纹

这道题真正考什么?

难度
区分题
先及格路线 · 高中数学 · 中等题

如果目标是先及格,这类题值得掌握。

用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。

完整解析 · 逐步详解

【考点】LS:直线与平面平行;LW:直线与平面垂直

【专题】5F:空间位置关系与距离;5Q:立体几何

【分析】(1)D,E 分别为AC,AB的中点,易证 $\tt D E / /$ 平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C B }$

> ②由题意可证 DE⊥平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { D } \mathsf { C }$ ,从而有 ${ \mathsf { D } } \mathsf { E } \bot \mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F }$ ,又 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F } \bot \mathsf { C D }$ ,可证 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F } \bot$ 平面 BCDE,问题解决;

(3)取 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf C , \mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { B }$ 的中点 P,Q,则 $P Q / / B C$ ,平面 DEQ即为平面 DEP,由 $\tt D E \bot$ 平面,P 是等腰三角形 $\mathsf { D A } _ { 1 } \mathsf { C }$ 底边 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C }$ 的中点,可证 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } \bot$ 平面 DEP,从而 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C }$ ⊥平面 DEQ

【解答】解:(1)∵D,E分别为AC,AB的中点,

$\therefore D E / / B C$ ,又 DE⊄平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C B }$

∴DE∥平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C B }$

> ②由已知得 $A C \bot B C$ 且 $\mathsf { D E / / B C }$

∴ $. \mathsf { D E \bot A C } ,$

∴ $. \mathsf { D E \bot A } _ { 1 } \mathsf { D }$ ,又 $\tt D E \bot C D$

$\therefore D E \bot$ 平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { D C }$ ,而 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F } \mathsf { C }$ 平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { D } \mathsf { C }$

$\therefore D E \bot A _ { 1 } F$ ,又 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F } \bot \mathsf { C D }$

∴ $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F } .$ ⊥平面 BCDE,

$$ \cdot \mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { F } \bot \mathsf { B } \mathsf { E } . $$

(3)线段 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { B }$ 上存在点Q,使 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } \bot$ 平面DEQ.理由如下:如图,分别取 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C }$ $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { B }$ 的中点P,Q,则 $P Q / / B C$

∵DE∥BC,

∴DE∥PQ

$\therefore$ 平面 DEQ 即为平面 DEP

由(Ⅱ)知 $\tt D E \bot$ 平面 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { D } \mathsf { C }$

$$ \therefore D E \bot A _ { 1 } C , $$

又∵P 是等腰三角形 $\mathsf { D A } _ { 1 } \mathsf { C }$ 底边 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C }$ 的中点,

∴ $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } \bot \mathsf { D } \mathsf { P }$

∴ ${ \sf A } _ { 1 } { \sf C } \bot$ 平面 DEP,从而 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } \bot$ 平面 DEQ,

故线段 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { B }$ 上存在点 Q,使 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } \bot$ 平面 DEQ

【点评】本题考查直线与平面平行的判定,直线与平面垂直的判定与性质,考查学生的分析推理证明与逻辑思维能力,综合性强,属于难题

✅ 来源:2012年 · 北京 · 2012_北京卷 · 第 16 题 · 本题已通过全部自动发布校验

同类专题与考点

返回上层