基于课本题:2018年文数全国卷C题19
分值:12分
如图,矩形 所在平面与半圆弧
所在平面垂直,
是
上异于
的点.
(1)证明∶平面 平面
;
(2)在线段 上是否存在点
,使得
//平面
? 说明理由.

【解答问题1】
∵ 是矩形,∴
又∵ 平面 平面
,
∴ 平面
,
又∵ 平面
,
∴
∵ 是直径,而点
在半圆弧上,
∴
∵ ,
∴ 平面
又∵ 平面
,
∴ 平面 平面
.

【解答问题2】
连接 , 并记
交点为
.
取 中点
, 并连接
.
∵ 是矩形,∴ 点
是
的中点,
∵ 是
中点,
∴ .
∵ 平面
,
∴ 平面
.
所以,满足条件的点 存在.
【提炼与提高】
在问题1的解答中,首先由平面几何知识推出两组线线垂直;然后,由面面垂直推出线面垂直,由线面垂直推出线线垂直,再推出新的线面垂直,最后推出面面垂直.
问题2的解答,利用中位线的性质推出线线平行,再推出线面平行.
在立体几何问题中,应用中位线性质论证平行,是很常用的操作.
【回归课本】
人教版的《高中数学》中有一个例题,与这个考题关系密切,可供参考。详见:《高中数学第二册》「8.6.3 平面与平面垂直」


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