如图,在四棱锥S-ABCD中,SA=AB=2,SB=SD=22,底面ABCD是菱形, 且∠ABC=60°,E为CD的中点. (1)证明:CD⊥平面SAE; (2)侧棱SB上是否存在点F,使得CF∥平面SAE?并证明你的结论.

问题描述:

如图,在四棱锥S-ABCD中,SA=AB=2,SB=SD=2

2
,底面ABCD是菱形,
且∠ABC=60°,E为CD的中点.

(1)证明:CD⊥平面SAE;
(2)侧棱SB上是否存在点F,使得CF∥平面SAE?并证明你的结论.

(1)∵SA=AB=2,SB=2

2
,∴∠SAB=90°;∵底面ABCD是菱形,∴AB=AD,同理可得∠SAD=90°;
∴SA⊥AB,SA⊥AD;
∴SA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD;
∴SA⊥CD,即CD⊥SA;
连接AC,∠ADC=60°,AD=CD;
∴△ACD为等边三角形,∴AE⊥CD,即CD⊥AE;
∴CD⊥平面SAE.
(2)取AB中点G,并过G作GF∥SA,交SB于F,连接CF;
∵CG∥AE,AE⊂平面SAE,CG⊄平面SAE;
∴CG∥平面SAE,同理可得FG∥平面SAE,FG∩CF=G;
∴平面CFG∥平面SAE,CF⊂平面CFG;
∴CF∥平面SAE,并且F为SB的中点.
这样就找到了点F.