Question

（2012•山東）如圖，幾何體E-ABCD是四棱錐，△ABD為正三角形，CB=CD，EC⊥BD．
（Ⅰ）求證：BE=DE；
（Ⅱ）若∠BCD=120°，M為線段AE的中點，求證：DM∥平面BEC．

Answer 1

分析：（1）設BD中點為O，連接OC，OE，則CO⊥BD，CE⊥BD，于是BD⊥平面OCE，從而BD⊥OE，即OE是BD的垂直平分線，問題解決；
（2）證法一：取AB中點N，連接MN，DN，MN，易證MN∥平面BEC，DN∥平面BEC，由面面平行的判定定理即可證得平面DMN∥平面BEC，又DM?平面DMN，于是DM∥平面BEC；
證法二：延長AD，BC交于點F，連接EF，易證AB=

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AF，D為線段AF的中點，連接DM，則DM∥EF，由線面平行的判定定理即可證得結論．

解答：證明：（I）設BD中點為O，連接OC，OE，則由BC=CD知，CO⊥BD，
又已知CE⊥BD，EC∩CO=C，
所以BD⊥平面OCE．
所以BD⊥OE，即OE是BD的垂直平分線，
所以BE=DE．
（II）證法一：
取AB中點N，連接MN，DN，

∵M是AE的中點，
∴MN∥BE，又MN?平面BEC，BE?平面BEC，
∴MN∥平面BEC，
∵△ABD是等邊三角形，
∴∠BDN=30°，又CB=CD，∠BCD=120°，
∴∠CBD=30°，
∴ND∥BC，
又DN?平面BEC，BC?平面BEC，
∴DN∥平面BEC，又MN∩DN=N，故平面DMN∥平面BEC，又DM?平面DMN，
∴DM∥平面BEC
證法二：延長AD，BC交于點F，連接EF，

∵CB=CD，∠BCD=120°，
∴∠CBD=30°，
∵△ABD是等邊三角形，
∴∠BAD=60°，∠ABC=90°，因此∠AFB=30°，
∴AB=

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AF，
又AB=AD，
∴D為線段AF的中點，連接DM，DM∥EF，又DM?平面BEC，EF?平面BEC，
∴DM∥平面BEC

點評：本題考查直線與平面平行的判定，考查線面垂直的判定定理與面面平行的判定定理的應用，著重考查分析推理能力與表達、運算能力，屬于中檔題．