Question

【題目】在三棱錐中，平面平面，，．設(shè)D，E分別為PA，AC中點(diǎn)．

（Ⅰ）求證：平面PBC；

（Ⅱ）求證：平面PAB；

（Ⅲ）試問(wèn)在線段AB上是否存在點(diǎn)F，使得過(guò)三點(diǎn)D，E，F的平面內(nèi)的任一條直線都與平面PBC平行？若存在，指出點(diǎn)F的位置并證明；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（Ⅰ）見(jiàn)證明；（Ⅱ）見(jiàn)證明；（Ⅲ）見(jiàn)解析.

【解析】

（Ⅰ）證明以DE∥平面PBC，只需證明DE∥PC；（Ⅱ）證明BC⊥平面PAB，根據(jù)線面垂直的判定定理，只需證明PA⊥BC，AB⊥BC；（Ⅲ）當(dāng)點(diǎn)F是線段AB中點(diǎn)時(shí)，證明平面DEF∥平面PBC，可得平面DEF內(nèi)的任一條直線都與平面PBC平行．

（Ⅰ）證明：因?yàn)辄c(diǎn)E是AC中點(diǎn)，點(diǎn)D為PA的中點(diǎn)，所以．

又因?yàn)?/span>DE面PBC，PC面PBC，

所以DE∥平面PBC．

（Ⅱ）證明：因?yàn)槠矫?/span>PAC⊥面ABC，平面PAC∩平面ABC=AC，又PA平面PAC，PA⊥AC，

所以PA⊥面ABC，

因?yàn)锽C平面ABC，

所以PA⊥BC．

又因?yàn)?/span>AB⊥BC，且PA∩AB=A，

所以BC⊥面PAB．

（Ⅲ）

當(dāng)點(diǎn)F是線段AB中點(diǎn)時(shí)，過(guò)點(diǎn)D，E，F的平面內(nèi)的任一條直線都與平面PBC平行．

取AB中點(diǎn)F，連EF，連DF．

由（Ⅰ）可知DE∥平面PBC．

因?yàn)辄c(diǎn)E是AC中點(diǎn)，點(diǎn)F為AB的中點(diǎn)，

所以EF∥BC．

又因?yàn)?/span>EF平面PBC，BC平面PBC，

所以EF∥平面PBC．

又因?yàn)?/span>DE∩EF=E，

所以平面DEF∥平面PBC，

所以平面DEF內(nèi)的任一條直線都與平面PBC平行．

故當(dāng)點(diǎn)F是線段AB中點(diǎn)時(shí)，過(guò)點(diǎn)D，E，F所在平面內(nèi)的任一條直線都與平面PBC平行．