如圖,四棱錐的底面是正方形,側(cè)棱底面,過垂直點,作垂直點,平面點,且,.

(1)試證明不論點在何位置,都有;
(2)求的最小值;            
(3)設(shè)平面與平面的交線為,求證:.

(1)詳見解析;(2);(3)詳見解析.

解析試題分析:(1)先證明平面,再由平面得到;(2)將側(cè)面和側(cè)面沿著展開至同一平面上,利用、、三點共線結(jié)合余弦定理求出的最小值,即線段的長度;(3)先證平面,然后利用直線與平面平行的性質(zhì)定理證明.
試題解析:(1)底面是正方形,,
底面,,
平面,
不論點在何位置都有平面,
;
(2)將側(cè)面繞側(cè)棱旋轉(zhuǎn)到與側(cè)面在同一平面內(nèi),如下圖示,

則當(dāng)、三點共線時,取最小值,這時,的最小值即線段的長,
設(shè),則
中,,,
在三角形中,有余弦定理得:
,
;
(3)連結(jié),,,

,,,,
,,
平面,
平面平面.
考點:1.直線與平面垂直;2.空間幾何體側(cè)面展開圖的應(yīng)用;3.余弦定理;4.直線與平面平行的性質(zhì)定理

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