• ABCD是矩形,???个顶点在平面α内的射影分别为A′,B′,C′,D′,直线A′B′与C′D′不重合.(1)求证:A′B′C′D′是平行四边形;(2)在怎样的条件下,A′B′C′D′也是矩形?并证明你的结论.试题及答案-解答题-云返教育

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      ABCD是矩形,???个顶点在平面α内的射影分别为A′,B′,C′,D′,直线A′B′与C′D′不重合.
      (1)求证:A′B′C′D′是平行四边形;
      (2)在怎样的条件下,A′B′C′D′也是矩形?并证明你的结论.

      试题解答


      见解析
      解:(1)证明:∵BB′⊥α,CC′⊥α,
      ∴BB′∥CC′,CC′?平面CC′D′D
      ∴BB′∥平面CC′D′D,
      又∵ABCD是矩形,
      ∴AB∥CD,CD?平面CC′D′D,
      ∴AB∥平面CC′D′D,
      ∴AB,BB′是平面ABB′A′内的两条相交直线
      ∴平面ABB′A′∥平面CC′D′D,
      ∵α∩平面ABB′A′=A′B′,α∩平面CC′D′D=C′D′∴A′B′∥C′D′,
      同理B′C′∥A′D′,因此,A′B′C′D′是平行四边形.
      (2)设AB=m,BC=n,AA′=a,BB′=b,CC′=c.
      不妨设a>b>c,在直角梯形BB′C′C中,B′C′
      2=a2-(b-c)2
      同样地,A′B′
      '2=m2-(b-c)2A′C′2=m2+n2-(a-c)2
      当A′B′C′D′是矩形时,∠A′B′C′=90°,A′C′
      2=A′B′2+B′C′2
      于是m
      2+n2-(a-c)2=m2-(a-b)2+n2-(b-c)2,(a-b)(b-c)=0,∴a=b或b=c
      当a=b时,ABB′A′是矩形,AB∥A′B′,∴AB∥α;
      同理当b=c时,∴BC∥α,下面再证AB∥α或BC∥α,射影A′B′C′D′是矩形.
      当AB∥α时,ABB′A′是矩形,∴A′B′⊥BB′,A′B′∥AB,AB⊥BC,∴A′B′⊥BC,
      于是A′B′⊥平面BB′C′C,因此A′B′⊥B′C′,
      ∴A′B′C′D′是矩形,因此当矩形ABCD的一边平行于平面α或在α内时,
      射影A′B′C′D′是矩形,A′B′⊥B′C′,
      ∴A′B′C′D′是矩形.
      因此当矩形ABCD的一边平行于平面α或在α内时,射影A′B′C′D′是矩形.
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