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如图,三棱柱的侧棱平面为等边三角形,侧面是正方形,的中点,是棱上的点.

(1)若是棱中点时,求证:平面;
(2)当时,求正方形的边长.
详见解析

试题分析:(1) 取的中点为,连接 ,由题设可知,的中点,易证,可证四边形是平行四边形,所以 ,依据正三棱柱的条件,易证 , ,这样和平面内的两条相交直线垂直,所以平面 ;
(2),只要设正方形的边长为,那么根据第一问的结论,用可以表示与高,根据体积为,即可求出.
(1)取的中点为,连接,
 的中点, 是棱中点,
,,,
则四边形是平行四边形,,
又因为为正三角形,侧面是正方形,

,所以,,
因为侧棱⊥平面,所以
,,所以,
又因为,所以平面. 6分
(2)设正方形的边长为
由于E是的中点,△EAB的面积为定值。
∥平面点F到平面的距离为定值
即为点C到平面平面的距离
,且=
 ,所以正方形的边长为6.       12分
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