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一道高中立体几何小证明题

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一道高中立体几何小证明题

ABCD-EFGH是一个长方体,请证明体对角线DF垂直于面BEG,且DF与面BEG的交点是三角形BEG的重心。
写出详细证明过程。

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  • 2008-01-26 15:05:48
    题目有误,应为ABCD-EFGH是一个正方体。
    证明:如图所示,设正方体棱长为1.
    (1) 正方形对角线EG⊥FH,由三垂线逆定理,得EG⊥DF,同理AF⊥BE,∴ BE⊥DF, BF∩EG=F,  ∴ DF⊥面BEG
    (2) 设DF交面BEG于P, ∵ DF在面BDHF内, 面BDHF⊥面BEG,  面BDHF∩面BEG=BO'(△BEG的一条中线), ∴ 点P∈BO'. 在矩形BDHF中BO'∥HO,Q为DP的中点, ∴ P为QF的中点, ∴ DQ=QP=PF=(1/3)DF=√3/3, ∴ 体对角线DF与面BEG的交点P是DF的一的三等分点.
    (3) BO'=√(BF²+FO'²)=√6/2, PO'=√(FO'²+PF²)=√6/6, ∴ BP=BO'-PO'=√6/3.  ∵ BP/PO'=2, ∴ 点P是△BEG重心 .

    曼***

    2008-01-26 15:05:48

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