Question

9．已知，如圖，P是平面ABC外一點，PA不垂直于平面ABC，E，F分別是線段AC，PC的中點，D是線段AB上一點，AB=AC，PB=PC，DE⊥EF．
（1）求證：PA⊥BC；
（2）求證：BC∥平面DEF．

Answer 1

分析 （1）設線段BC的中點為G，分別連接AG、PG．構建線面垂直：BC⊥平面AGP．根據線面垂直的性質證得結論；
（2）利用三角形中位線定理推知EF∥AP．結合已知條件得到PA⊥DE． 因為PA⊥BC，BC、DE是平面ABC內兩條直線，如果BC、DE相交，則PA⊥平面ABC，與PA不與平面ABC的垂直矛盾．
故BC∥DE．最后根據線面平行的判定定理得到結論．

解答 （1）證明：設線段BC的中點為G，分別連接AG、PG．
∵AB=AC，PB=PC，
∴AG⊥BC，PG⊥BC，
∵AG、PG是平面AGP內的兩條相交線，
∴BC⊥平面AGP．
∵PA?平面AGP，
∴PA⊥BC．
（2）證明：∵E、F分別是線段AC、PC的中點，
∴EF∥AP．
∵DE⊥EF，
∴PA⊥DE．                         
因為PA⊥BC，BC、DE是平面ABC內兩條直線，
如果BC、DE相交，則PA⊥平面ABC，與PA不與平面ABC的垂直矛盾．
∴BC∥DE．          
又BC?平面DEF，DE?平面DEF，
∴BC∥平面DEF．

點評 本題考查了空間線面面面平行與垂直的判定及性質定理、三角形中位線定理，考查了空間想象能力、推理能力，屬于中檔題．