Question

如图，已知空间四边形ABCD中，O是对角线BD的中点，．
（1）求证：CO⊥AO；
（2）求证：AO⊥平面BCD；
（3）若G为△ADC的重心，试在线段DO上确定一点F，使得GF∥平面AOC．

Answer

（1）在△AOC中，可得，利用勾股定理，可得AO⊥OC；
（2）根据AO⊥OC，AO⊥BD，，利用线面垂直的判定，可得AO⊥平面BCD；
（3）连接DG并延长交AC于H，则，在DO上取点F，使，连接FG、OH，则可得FG∥OH，利用线面平行的判定，可得GF∥平面AOC．
（1）证明：∵BO=DO，AB=AD，∴AO⊥BD．
∵BO=DO，BC=CD，∴CO⊥BD．
在△AOC中，由已知可得．
而AC=2，∴AO2+CO2=AC2，∴∠AOC=90°，即AO⊥OC．…（5分）
（2）证明：∵AO⊥OC，AO⊥BD，BD∩OC=O，∴AO⊥平面BCD…（8分）
（3）【解析】
连接DG并延长交AC于H，则，在DO上取点F，使，连接FG、OH
∵，∴FG∥OH
∵OH⊂平面AOC，FG⊄平面AOC
∴GF∥平面AOC…（14分）