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问题: 在棱长为1的正方体ABCD-A'B'C'D'中,点E是棱BC的中点,点F是棱CD上的动点,试确定点F

的位置,使得D'E垂直面AB'F

解答:

如图所示:
当点F是棱CD上的中点时, D'E⊥面AB'F .
证明: ∵ D'A'⊥面ABB'A', EB⊥面ABB'A', ∴ A'B是D'E在面ABB'A'上的射影,面对角线AB'⊥A'B,由三垂线定理AB'⊥D'E. 在正方形ABCD内,E,F是所在边上的中点,∴ AF⊥DE,DD'⊥面ABCD,DE是D'E在面ABCD上的射影,由三垂线定理AB'⊥D'E, ∴ AF⊥D'E, AB'∩AF=A,
∴ D'E⊥面AB'F