Question

(本小題12分)如圖， 、分別是正四棱柱上、下底面的中

心，是的中點，.

（Ⅰ）求證：∥平面；

（Ⅱ當(dāng)取何值時，在平面內(nèi)的射影恰好為的重心?

 

 

Answer 1

【答案】

(Ⅰ)證明 見解析；       

（Ⅱ）當(dāng)時，在平面內(nèi)的射影恰好為的重心.

【解析】本題是中檔題，考查空間向量求直線與平面平行，法向量的求法，直線與平面所成的角，考查計算能力．

（1）以點O為原點，直線OA、OB、OP所在直線分別為x、y、z軸，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，不妨設(shè)AB=2，然后利用平面向量基本定理來證明線面平行。

（2）先由（Ⅰ）知△PBC的重心G坐標(biāo)，然后利用利用數(shù)量積垂直關(guān)系為0，得到參數(shù)k的值。

以點為原點，直線所在直線分別為軸，

建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，

不妨設(shè)，

則得、、、、 

(Ⅰ)證明  由上得、、

，設(shè)得

解得， ∴

，  ∴∥平面            

（Ⅱ）解  由(Ⅰ)知的重心為，則，

若在平面內(nèi)的射影恰好為的重心，則有，解得

∴當(dāng)時，在平面內(nèi)的射影恰好為的重心.