本题导读
本题考查平行六面体的性质与线面垂直。核心在于利用菱形底面与相等的角证明线线垂直、线面垂直。
📌【题干】
Question
(2000年大纲卷(文)) 如图,已知平行六面体 的底面 为菱形,且 .
(1) 证明:;
(2) 当 的值为多少时,能使 平面 ?请给出证明.
🔍【思路分析】
破题导航
- 由 得 在底面射影落在 的角平分线上。
- 菱形对角线 垂直平分 ,从而 。
- 讨论 使 与平面 的两条交线垂直。
✅【答案】
Success
(1) 证明见解析;(2)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 设 在底面 上的射影为 ,连接 .由 ,且 为公共斜边,得 与 全等,故 方向上的射影相等,即 到 、 的距离相等,所以 在 的角平分线上.又底面 为菱形, 的角平分线就是对角线 ,故 在 上.菱形对角线互相垂直平分,,于是 在底面的射影 垂直于 .由三垂线定理,. (2) 当 ,即 时,由 ,结合 ,得 与 均为全等的等腰三角形,此时可证 同时垂直于平面 内的两条相交直线 与 ( 在各面上的投影分别垂直,由三垂线定理)。故 时, 平面 .
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:平行六面体的线面垂直
核心方法:(1) 设 与底面交于 ,由 得 在 平分线上,又菱形对角线 垂直平分 ,故 ;;(2) 当 时 ,三棱锥为正, 平面
避坑指南:射影落在角平分线 + 正三棱锥判定
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:源于教材线面垂直的判定
结论推广:一般地,线面垂直可由三棱锥对称判定
方法推广:射影落在角平分线
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