问题
解答题
在正方体AC1中,已知E、F、G、H分别是CC1、BC、CD和A1C1的中点.证明:
(1)AB1∥GE,AB1⊥EH;
(2)A1G⊥平面EFD.
答案
证明:如图,以A为原点建立空间直角坐标系,设正方体棱长为1,则A(0,0,0)、B(1,0,0)、C(1,1,0),D(0,1,0)、A1(0,0,1)、B1(1,0,1)、C1(1,1,1)、D1(0,1,1),
由中点性质得E(1,1,
)、F(1,1 2
,0),G(1 2
,1,0)、H(1 2
,1 2
,1).1 2
(1)则
=(1,0,1),AB1
=(GE
,0,1 2
),1 2
=(-EH
,-1 2
,1 2
)1 2
∵
=2AB1
,GE
•AB1
=1×(-EH
)+1×1 2
=0,1 2
∴
∥AB1
,GE
⊥AB1
.EH
即AB1∥GE,AB1⊥EH.
(2)∵
=(A1G
,1,-1),1 2
=(1,-DF
,0),1 2
=(1,0,DE
),1 2
∴
•A1G
=DF
-1 2
+0=0,1 2
•A1G
=DE
+0-1 2
=0,1 2
∴A1G⊥DF,A1G⊥DE.
又DF∩DE=D,
∴A1G⊥平面EFD.