本题导读

本题考查折叠问题。核心在于中位线法、坐标法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2012年北京卷(文)) 如图 1,在 Rt 中,,、 分别是 、 的中点,点 为线段 上的一点,将 沿 折起到 的位置,使 ,如图 2.

(1)求证: 平面 ;

(2)求证:;

(3)线段 上是否存在点 ,使 平面 ?说明理由.(本小题共 分)

!

🔍【思路分析】

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(1) 得线面平行;(2) 平面 得 ,结合 得 平面 ,故 ;(3) 为 的中点。

✅【答案】

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(1)证明见解析

(2)证明见解析

(3)存在, 为 的中点

✍【详细解析】

Abstract

(1)在原三角形中,、 分别为 、 的中点,故 。折叠不动 、,仍有 ;又 平面 , 平面 ,故 平面 。

(2)原图中 ,,故 、。折叠不改变 ,故 ,;又 ,,故 平面 ,从而 。

又 (已知),, 平面 ,故 平面 ; 平面 ,所以 。

(3)存在。设 为 的中点,连接 、。

坐标验证:设 ,,,则 ,,。折叠后 (),由 得 。

。

;,;,。

故 ,,且 ,所以 平面 ,即存在点 为 的中点。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:线面平行的判定;线面垂直的判定与性质;折叠中的不变量;存在性探究

核心方法:中位线平行 → 折叠不变角()→ 线面垂直传递 → 坐标法找点

避坑指南:折叠问题的核心是”不变量”: 不动、、;(3)是存在性命题,须先答”存在”再定位( 中点)并给出验证,只算不答会丢分。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:折叠与垂直综合题,与 2013 年北京卷文第 17 题(线面垂直面面垂直)同族,是北京卷立体几何解答题的固定形态。

结论推广:一般地,沿中位线 折叠三角形后, 仍平行于第三边且垂直于折线两侧的相关线段;存在性问题用坐标法把”是否存在”化为方程是否有解。

方法推广:折叠立体几何三步:列不变量 → 线面垂直传递链 → 探究问建系算。

🔗【关联脉络】

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