(本小題12分)如圖,、分別是正四棱柱上、下底面的中
心,的中點(diǎn),.
(Ⅰ)求證:∥平面
(Ⅱ當(dāng)取何值時(shí),在平面內(nèi)的射影恰好為的重心?
 
(Ⅰ)證明 見解析;       

 

 
(Ⅱ)當(dāng)時(shí),在平面內(nèi)的射影恰好為的重心.

本題是中檔題,考查空間向量求直線與平面平行,法向量的求法,直線與平面所成的角,考查計(jì)算能力.
(1)以點(diǎn)O為原點(diǎn),直線OA、OB、OP所在直線分別為x、y、z軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,不妨設(shè)AB=2,然后利用平面向量基本定理來證明線面平行。
(2)先由(Ⅰ)知△PBC的重心G坐標(biāo),然后利用利用數(shù)量積垂直關(guān)系為0,得到參數(shù)k的值。
以點(diǎn)為原點(diǎn),直線所在直線分別為軸,
建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,

不妨設(shè),
則得、、 
(Ⅰ)證明 由上得、、
,設(shè)

解得, ∴
, ∴∥平面            

 

 
(Ⅱ)解 由(Ⅰ)知的重心,則

在平面內(nèi)的射影恰好為的重心,則有,解得
∴當(dāng)時(shí),在平面內(nèi)的射影恰好為的重心.
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