如图,PA、PB、PC两两垂直,PA=PB=PC,G是△PAB的重心,E是BC上的一点,且BE=13BC,F是PB上的一点,且PF=13PB.求证:(1)GF⊥平面PBC;(2)FE⊥BC;

问题描述:

如图,PA、PB、PC两两垂直,PA=PB=PC,G是△PAB的重心,E是BC上的一点,且BE=

1
3
BC,F是PB上的一点,且PF=
1
3
PB.
求证:

(1)GF⊥平面PBC;
(2)FE⊥BC;

证明:(1)连接BG和PG,并延长分别交PA、AB于M和D,在△PBM中,
∵PF=

1
3
PB,G是△PAB的重心,(4分)
∴MG=
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3
BM,∴GF∥PM.又PA⊥PB,PA⊥PC,
∴PA⊥平面PBC,则GF⊥平面PBC.(7分)
(2)在EC上取一点Q使CQ=
1
3
BC,(9分)
连接FQ,又PF=
1
3
PB,
∴FQ∥PC.
∵PB=PC,
∴FB=FQ.(12分)
∵BE=
1
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BC,
∴E是BQ的中点,
∴FE⊥BQ,即FE⊥BC.(14分)
答案解析:(1)要证明GF⊥平面PBC,只需证明PA⊥PB,PA⊥PC,推出PA⊥平面PBC,则GF⊥平面PBC;
(2)在EC上取一点Q使CQ=
1
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BC,连接FQ,要证明FE⊥BC,只需证明FE⊥BQ即可;
考试点:直线与平面平行的判定.
知识点:本题考查直线与平面平行的判定,直线与直线垂直,考查逻辑思维能力,空间想象能力,是中档题.