Question

如圖，幾何體E－ABCD是四棱錐，△ABD為正三角形，CB＝CD，EC⊥BD.

(1)求證：BE＝DE；

(2)若∠BCD＝120°，M為線段AE的中點，求證：DM∥平面BEC.

Answer 1

證明：

(1)如圖，取BD的中點O，連接CO，EO.

由于CB＝CD，所以CO⊥BD，

又EC⊥BD，EC∩CO＝C，

CO，EC⊂平面EOC，

所以BD⊥平面EOC，

因此BD⊥EO，

又O為BD的中點，

所以BE＝DE.

(2)法一：如圖，取AB的中點N，

連接DM，DN，MN.

因為M是AE的中點，

所以MN∥BE.

又MN⊄平面BEC，BE⊂平面BEC，

所以MN∥平面BEC.

又因為△ABD為正三角形，

所以∠BDN＝30°.

又CB＝CD，∠BCD＝120°，

因此∠CBD＝30°，

所以DN∥BC.

又DN⊄平面BEC，BC⊂平面BEC，

所以DN∥平面BEC.

又MN∩DN＝N，

故平面DMN∥平面BEC.

又DM⊂平面DMN，

所以DM∥平面BEC.

法二：如圖，延長AD，BC交于點F，連接EF.

因為CB＝CD，∠BCD＝120°，

所以∠CBD＝30°.

因為△ABD為正三角形，

所以∠BAD＝60°，∠ABC＝90°，

因此∠AFB＝30°，

所以AB＝AF.

又AB＝AD，

所以D為線段AF的中點．

連接DM，由于點M是線段AE的中點，

因此DM∥EF.

又DM⊄平面BEC，EF⊂平面BEC，

所以DM∥平面BEC.