(本小题满分14分)
如图,在四面体中,,,点分别是棱的中点。
(1)求证:平面;
(2)求证:四边形为矩形;
(3)是否存在点,到四面体六条棱的中点的距离相等?说明理由。
(1)因为分别为的中点,所以。
又因为平面,所以平面。
(2)因为分别为的中点,所以,,所以四边形为平行四边形。
又因为,所以,所以四边形为矩形。
(3)存在点满足条件,理由如下:连接,设为的中点。
由(2)知,,且。
分别取的中点,连接。
与(2)同理,可证四边形为矩形,其对角线点为的中点,且,所以为满足条件的点。
本题主要考查立体几何中点与线及线与面关系证明。
(1)证明线面平行,先证明线线平行,可在中证明,即可得证。
(2)通过可证明与的关系,即可证明四边形为平行四边形,再通过与的关系证明垂直,即可证明平行四边形为矩形。
(3)利用第(2)问矩形的结论,做辅助线可证。