Question

（本小題滿分12分）如圖，為空間四點(diǎn)．在中，．等邊三角形以為軸運(yùn)動(dòng)．
（1）當(dāng)平面平面時(shí)，求；
（2）當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，證明總有？

Answer 1

（1）． （2）證明：見解析。

本題考查用線面垂直的方法來(lái)證明線線垂直，考查答題者的空間想象能力．
（Ⅰ）取出AB中點(diǎn)E，連接DE，CE，由等邊三角形ADB可得出DE⊥AB，又平面ADB⊥平面ABC，故DE⊥平面ABC，在Rt△DEC中用勾股定理求出CD．
（Ⅱ）總有AB⊥CD，當(dāng)D∈面ABC內(nèi)時(shí)，顯然有AB⊥CD，當(dāng)D在而ABC外時(shí)，可證得AB⊥平面CDE，定有AB⊥CD．
解：（1）取的中點(diǎn)，連結(jié)，因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823233648659446.png" style="vertical-align:middle;" />是等邊三角形，所以．
當(dāng)平面平面時(shí)，因?yàn)槠矫?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823233648987506.png" style="vertical-align:middle;" />平面，
所以平面，可知                       …………4分
由已知可得，
在中，．                 …………6分
（2）證明：
（ⅰ）當(dāng)在平面內(nèi)時(shí)，因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823233649455721.png" style="vertical-align:middle;" />，
所以都在線段的垂直平分線上，即．
（ⅱ）當(dāng)不在平面內(nèi)時(shí)，由（Ⅰ）知．
又因，所以．
又為相交直線，所以平面，
由平面，得．
綜上所述，總有．                …………12分