三角形ABC为正三角形,EC垂直平面ABC,BD//CE,且CE=CA=2BD,M是EA的中点,求证
1)DE=DA;
设正△ABC的边长为2a,那么,EC=2a,DB=a
取EC中点F,连接BF
那么,CF=a
所以,CF=BD=a
又,EC⊥面ABC,BD//CE
所以,BD⊥面ABC
所以,四边形BCFD为矩形
那么,DF=BC=2a
所以,在Rt△ABD和Rt△DFE中,根据勾股定理就有:
DA^2=AB^2+BD^2=(2a)^2+a^2=5a^2
DE^2=DF^2+EF^2=(2a)^2+a^2=5a^2
所以,DA=DE=√5a
2)平面BDM垂直平面ECA;
取AC中点N,连接BN、MN
因为△ABC为正三角形,所以:BN⊥AC
又,M是AE中点
所以,MN是△ACE的中位线
所以,MN//CE
而,CE⊥面ABC
所以,MN⊥面ABC
所以,MN⊥AC
所以,AC⊥面BDMN
而,AC∈面ACE
所以,面BDM⊥面ACE
3)平面DEA垂直平面ECA
连接CM、CD
因为EC⊥面ABC,所以,△ACE为直角三角形
又,CE=CA
所以,△ACE为等腰直角三角形
而,M为AE中点
所以,CM⊥AE,且CM=AE/2
在Rt△ACE中,AC=CE=2a
所以,AE=2√2a
所以,CM=AE/2=√2a
且,AM=EM=√2a
由(1)的证明知道:DE=DA=√5a
所以,△DAE为等腰三角形
而,M为AE中点
所以,DM⊥AE
所以,△DME为直角三角形
所以,DM^2=DE^2-ME^2=(√5a)^2-(√2a)^2=3a^2
且,∠DMC即为面DAE和面CAE所成的角
在Rt△DBC中,由勾股定理有:DC^2=DB^2+BC^2=a^2+(2a)^2=5a^2
所以,在△DMC中,就有:
CM^2+DM^2=(√2a)^2+3a^2=5a^2=DC^2
所以,△DMC为直角三角形
所以,面DAE⊥面CAE
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