本题导读

本题考查四棱柱的结构特征,以及直四棱柱判定的命题真假。

📌【题干】

Question

(2004年全国卷II(文)) 下面是关于四棱柱的四个命题: ①若有两个侧面垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱; ②若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱; ③若四个侧面两两全等,则该四棱柱为直四棱柱; ④若四棱柱的四条对角线两两相等,则该四棱柱为直四棱柱. 其中,真命题的编号是 .(写出所有真命题的编号)

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 设侧棱向量 ,其在底面投影为 。
  2. ①③ 各构造反例(侧棱斜置但满足题设)。
  3. ②④ 由垂直条件推出 ,即侧棱 底面。

✅【答案】

Success

②④

✍【详细解析】

Abstract

设四棱柱底面在水平面内,侧棱向量为 ,其在底面内投影为 .对①,取底面为正方形、侧棱向量 ,过底面两条相对且平行边的两个侧面都是竖直平面,均垂直于底面,但侧棱不垂直底面,故①为假命题。对②,过相对侧棱的两个截面分别包含底面对角线 、 与侧棱方向,截面垂直底面时 须分别平行于 与 ,而非退化四边形的两对角线不平行,只能 ,故②真。对③,取底面为单位正方形、侧棱向量 ,四侧面两两全等但侧棱不垂直底面,故③假。对④,设底面对角线向量 、,四条对角线向量为 ,两两相等特别有 与 ,平方得 、,两对角线张成底面,故 底面,④真。真命题编号为②④.

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:四棱柱直棱柱判定
  2. 核心方法:②④是真命题:过相对侧棱的两截面垂直底面 侧棱垂直底面;四对角线两两相等 侧棱垂直底面
  3. 避坑指南:①③可构造反例:侧棱向量 时两相对侧面竖直但非直棱柱; 时四侧面全等但斜——“判定直棱柱”须证侧棱 底面

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 源于棱柱的结构特征,教材”空间几何体”命题判断
  2. 结论推广: 一般化:直四棱柱 侧棱垂直底面;各命题都要回归这一本质;判断命题用向量反例法:设侧棱向量与底面 Relationships 检验

🔗【关联脉络】

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