Question

如圖，已知正方形ABCD的邊長為1，F(xiàn)D⊥平面ABCD，EB⊥平面ABCD，F(xiàn)D=BE=1，M為BC邊上的動點．
（1）證明：ME∥平面FAD；
（2）試探究點M的位置，使平面AME⊥平面AEF．

Answer 1

解：（1）∵FD⊥平面ABCD，EB⊥平面ABCD，∴FD∥EB，又 AD∥BC且AD∩FD=D，BC∩BE=B，
∴平面FAD∥平面EBC，ME?平面EBC，∴ME∥平面FAD．
（2）以D為坐標原點，分別以DA、DC、DF所在直線為x、y、z軸，建立空間直角坐標D-xyz，
依題意，得D（0，0，0），A（1，0，0），F(xiàn)（0，0，1），C（0，1，0），B（1，1，0），E（1，1，1），
設M（λ，1，0），平面AEF的法向量為=（x₁，y₁，z₁），平面AME的法向量為=（x₂，y₂，z₂），
∵=（0，1，1），=（-1，0，1），∴，∴．
取z₁=1，得x₁=1，y₁=-1，∴=（1，-1，0）． 又=（λ-1，1，0），=（0，1，1），
∴，∴，取x₂=1得y₂=1-λ，z₂=λ-1，∴=（1，1-λ，λ-1），
若平面AME⊥平面AEF，則⊥，∴=0，∴1-（1-λ）+（λ-1）=0，解得λ=，
此時M為BC的中點．所以當M在BC的中點時，AME⊥平面AEF．
分析：（1）由FD∥EB，AD∥BC，證明平面FAD∥平面EBC，從而證明 ME∥平面FAD．
（2）建立空間直角坐標D-xyz，設M（λ，1，0），求出平面AEF的法向量為 的坐標，平面AME的法向量為 的坐標，由=0，可得λ值，從而確定M在線段BC上的位置．
點評：本題考查證明先面平行的方法，以及利用兩個平面的法向量垂直來證明兩個平面垂直，求出兩個平面的法向量是解題的
關(guān)鍵．