本题导读
(1) 利用棱台上下底相似得 且 ,造出平行四边形后用中位线平移 。
📌【题干】
Question
(2015年山东卷(文)) 如图,在三棱台 中,,, 分别为 , 的中点.
(1) 求证: 平面 ;
(2) 若 ,,求证:平面 平面 .
🔍【思路分析】
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(1) 利用棱台上下底相似得 且 ,造出平行四边形后用中位线平移 。(Ⅱ)把 垂直于平面 内两条相交直线证出来。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
(Ⅰ) 在三棱台 中,上、下底面平行且相似,由 得
且 。
所以四边形 为平行四边形,设其对角线 与 交于点 ,则 为 的中点。
又 为 的中点,所以 为 的中位线,。
因 平面 , 平面 ,故 平面 。
(Ⅱ) 连接 。因为 , 分别为 , 的中点,所以 。
由 得 。
由 且 为 中点,得 且 ,所以四边形 为平行四边形,。
又 ,所以 。
于是 ,,且 , 平面 ,故 平面 。
又 平面 ,所以平面 平面 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:棱台的棱与底面的位置关系;线面平行、面面垂直的判定定理
核心方法:平行四边形 / 中位线造平行与垂直,再按”线线—线面—面面”逐级递推
避坑指南:(1)棱台中 ,上底边是下底对应边的一半,这组比例是全部论证的出发点;(2)面面垂直必须先证线面垂直,且”两条相交直线”缺一不可;(3)书写时”线在面内 / 线不在面内”的条件要写全,否则被扣步骤分。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:棱台背景的线面位置关系证明题,同时考查对”台体 = 用平行于底面的平面截锥体”这一结构特征的理解。
结论推广:(Ⅰ)另有证法二:由 且 得 ,结合 可证平面 平面 ,再由面面平行的性质得 平面 ——两条路线殊途同归。
方法推广:立体几何证明的”递推链”:要证面面垂直,先找线面垂直;要证线面平行,先造线线平行。棱台/棱锥中的比例关系是造平行线的抓手。
🔗【关联脉络】
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