Question

（本小题满分12分）
在如图所示的多面体中，四边形和都为矩形。

（Ⅰ）若，证明：直线平面；
（Ⅱ）设，分别是线段，的中点，在线段上是否存在一点，使直线平面？请证明你的结论。

Answer 1

（1）证明详见解析；（2）存在，M为线段AB的中点时，直线平面.

解析试题分析：（1）证直线垂直平面，就是证直线垂直平面内的两条相交直线.已经有了，那么再在平面内找一条直线与BC垂直.据题意易得，平面ABC，所以.由此得平面.（2）首先连结，取的中点O.考虑到，分别是线段，的中点，故在线段上取中点，易得.从而得直线平面.

试题解析：（Ⅰ）因为四边形和都是矩形，
所以.
因为AB，AC为平面ABC内的两条相交直线，
所以平面ABC.
因为直线平面ABC内，所以.
又由已知，为平面内的两条相交直线，
所以，平面.

（2）取线段AB的中点M，连接，设O为的交点.
由已知，O为的中点.
连接MD，OE，则MD，OE分别为的中位线.
所以，，
连接OM，从而四边形MDEO为平行四边形，则.
因为直线平面，平面，
所以直线平面.
即线段AB上存在一点M（线段AB的中点），使得直线平面.
【考点定位】空间直线与平面的位置关系.