Question

如图，几何体E-ABCD是四棱锥，△ABD为正三角形，CB=CD，EC⊥BD．
（Ⅰ）求证：BE=DE；
（Ⅱ）若∠BCD=120°，M为线段AE的中点，求证：DM∥平面BEC．

Answer

（1）设BD中点为O，连接OC，OE，则CO⊥BD，CE⊥BD，于是BD⊥平面OCE，从而BD⊥OE，即OE是BD的垂直平分线，问题解决；
（2）证法一：取AB中点N，连接MN，DN，MN，易证MN∥平面BEC，DN∥平面BEC，由面面平行的判定定理即可证得平面DMN∥平面BEC，又DM⊂平面DMN，于是DM∥平面BEC；
证法二：延长AD，BC交于点F，连接EF，易证AB=AF，D为线段AF的中点，连接DM，则DM∥EF，由线面平行的判定定理即可证得结论．
证明：（I）设BD中点为O，连接OC，OE，则由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的垂直平分线，
所以BE=DE．
（II）证法一：
取AB中点N，连接MN，DN，

∵M是AE的中点，
∴MN∥BE，又MN⊄平面BEC，BE⊂平面BEC，
∴MN∥平面BEC，
∵△ABD是等边三角形，
∴∠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
证法二：延长AD，BC交于点F，连接EF，

∵CB=CD，∠BCD=120°，
∴∠CBD=30°，
∵△ABD是等边三角形，
∴∠BAD=60°，∠ABC=90°，因此∠AFB=30°，
∴AB=AF，
又AB=AD，
∴D为线段AF的中点，连接DM，DM∥EF，又DM⊄平面BEC，EF⊂平面BEC，
∴DM∥平面BEC