19.(本小题满分12分)

  如图,平面平面,四边形与都是直角梯形,

,,分别为的中点

(Ⅰ)证明:四边形是平行四边形;

(Ⅱ)四点是否共面?为什么?

(Ⅲ)设,证明:平面平面;

 

【解1】:(Ⅰ)由题意知,

所以

又,故

所以四边形是平行四边形。

(Ⅱ)四点共面。理由如下:

由,是的中点知,,所以

由(Ⅰ)知,所以,故共面。又点在直线上

所以四点共面。

(Ⅲ)连结,由,及知是正方形

故。由题设知两两垂直,故平面,

因此是在平面内的射影,根据三垂线定理,

又,所以平面

由(Ⅰ)知,所以平面。

由(Ⅱ)知平面,故平面,得平面平面

 

【解2】:由平面平面,,得平面,

以为坐标原点,射线为轴正半轴,建立如图所示的直角坐标系

(Ⅰ)设,则由题设得

  

所以

于是

又点不在直线上

所以四边形是平行四边形。

(Ⅱ)四点共面。理由如下:

由题设知,所以

又,故四点共面。

(Ⅲ)由得,所以

又,因此

又,所以平面

故由平面,得平面平面

【点评】:此题重点考察立体几何中直线与直线的位置关系,四点共面问题,面面垂直问题,考察了空间想象能力,几何逻辑推理能力,以及计算能力;

【突破】:熟悉几何公理化体系,准确推理,注意逻辑性是顺利进行解法1的关键;在解法2中,准确的建系,确定点坐标,熟悉向量的坐标表示,熟悉空间向量的计算在几何位置的证明,在有关线段,角的计算中的计算方法是解题的关键。

 

 

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