本题导读

建系写出各点坐标,用平面的法向量(或平面方程)证明平行与垂直。

📌【题干】

Question

(2014年湖北卷(文)) 如图,在正方体 中,、、、、、 分别是棱 ,,,,, 的中点.求证:

(1) 直线 平面 ;

(2) 直线 平面 .

![](2014-湖北卷文-20-题 1.png)

🔍【思路分析】

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取 为原点建系,求两平面的法向量,与直线的方向向量比对。

✅【答案】

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证明见解析

✍【详细解析】

Abstract

设棱长为 ,以 为原点、 为 轴建系,则 ,,,,,,。 (1) ,,其叉积方向为 ,即平面 的方程为 (代入 验证成立)。,,且 代入平面左端得 ,即 平面 ,故 平面 。 (2) ,,其叉积方向为 ,即平面 的方程为 ,法向量 。而 与 平行,又直线 与该平面相交于 ,故 平面 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:线面平行与线面垂直

  2. 核心方法:建系用向量法证明

  3. 避坑指南:取 为原点、三棱为坐标轴,六个中点坐标全部是「分母 2」的形式;证明平行的关键是平面 的方程 与 平面,垂直的关键是 方程 的法向量 。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 正方体中点构造的线面位置关系证明。

  2. 结论推广: 平面 :;平面 :;,。

  3. 方法推广: 几何法同样可行: 证平行; 面 可由 、(三垂线/计算)证得。

🔗【关联脉络】

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