取AB中点为N,连接CN, 则N(2,0,0),C(0,4,0),D(2,0,2), →→
∴DE=(-2,4,0),NC=(-2,4,0), →→
∴DE=NC,∴DE∥NC,
又∵NC?平面ABC,DE平面ABC. 故DE∥平面ABC.
→→→
(2)B1F=(-2,2,-4),EF=(2,-2,-2),AF=(2,2,0). →→B1F·EF=(-2)×2+2×(-2)+(-4)×(-2)=0, →→B1F·AF=(-2)×2+2×2+(-4)×0=0.
→→→→
∴B1F⊥EF,B1F⊥AF,即B1F⊥EF,B1F⊥AF, 又∵AF∩FE=F,∴B1F⊥平面AEF.
5. 在四棱锥P—ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD为正方形,PD=DC,E、F分别是AB、PB的
中点.
(1)求证:EF⊥CD;
(2)在平面PAD内求一点G,使GF⊥平面PCB,并证明你的结论. (1)证明 如图,以DA、DC、DP所在直线分别为x轴、y轴、z轴 建立空间直角坐标系, 设AD=a,则D(0,0,0)、 A(a,0,0)、B(a,a,0)、 a
a,,0?、 C(0,a,0)、E??2?aaa?
P(0,0,a)、F??2,2,2?.
aa→→
-,0,?,DC=(0,a,0). EF=?2??2→→→→∵EF·DC=0,∴EF⊥DC,即EF⊥CD.
aaa→
x-,-,z-?, (2)解 设G(x,0,z),则FG=?22??2若使GF⊥平面PCB,则
aa→→?a
由FG·CB=?x-2,-2,z-2?(a,0,0) ?·a
x-?=0, =a??2?a得x=;
2
aa→→?a
由FG·CP=?x-2,-2,z-2?(0,-a,a) ?·a2?a?=+a?z-2?=0,得z=0. 2
a
,0,0?,即G点为AD的中点. ∴G点坐标为??2?