3→DB+→BA+13→AE=13→DC+→CB+B→A+13→AD+→DE=13→DC+13→CB+→CD+13A→D+13D→E=23→CD+13→DE又C→D与D→E不共线,根据共面向量定理,可知M→N,C→D,D→E共面.因为MN不在平面CDE内,所以MN∥平面CDE4.1在三棱柱ABCA1B1C1中,AA1⊥平面ABC,BC⊥AC,BC=AC=2,AA1=3,D是AC的中点,问在侧棱AA1上是否存在点P,使CP⊥平面BDC1,并证明你的结论.
2已知:四棱锥PABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,且PA=AB=2,∠ABC=60°,BC,PD的中点分别为E,F在线段AB上是否存在一点G,使得AF∥平面PCG?若存在,指出G在AB上的位置并给出证明;若不存在,请说明理由.
解:1不存在.证明如下:以C1为原点,C1A1,C1C,C1B1所在直线分别为x,y,z轴,
建立如图所示的空间直角坐标系,则B0,3,2,C0,3,0,D1,3,0,∴C→1B=0,3,2,C→1D=1,3,0.假设侧棱AA1上存在一点P2,y,00≤y≤3使CP⊥平面BDC1,→CP=2,y-3,0,∴C→C→PPCC→→11BD==00,,即32(+y3-(3y)-=3)0,=0,y=3,∴y=73,这样的y不存在.∴侧棱AA1上不存在点P,使CP⊥平面BDC12由题意知PA⊥平面ABCD,又因为底面ABCD是菱形,得AB=BC且∠ABC=60°,所
以△ABC是正三角形,连接AE,又E是BC的中点,∴BC⊥AE,故AE,AD,AP彼此两两垂直,以AE,AD,AP分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系图略,
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f∵PA=AB=2,故A0,0,0,B3,-1,0,P0,0,2,F0,1,1,C3,1,
0,
∴P→A=0,0,-2,→PC=3,1,-2,→AF=0,1,1.
假设在线段AB上存在点G,使得AF∥平面PCG,
则A→G=λ→AB0≤λ≤1,
∵A→B=3,-1,0,
∴A→G=λ→AB=3λ,-λ,0.
∴P→G=P→A+A→G=3λ,-λ,-2,
设平面PCG的法向量为
=x,y,z,
P→G=0,由
P→C=0,
3λx-λy-2z=0,
即
令y=1,
3x+y-2z=0,
得
=
λ+1,1,3(λ-1)λ
λ-1.
∵AF∥平面PCG,∴A→F
=0,
1解得λ=2,
故在线段AB上存在中点G,使得AF∥平面PCG
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