四边形截正四面体A-BCD的AB、AC、CD、BD于E、F、G、H,且BC∥面EFGH,AD∥面EFGH,求证:EFGH是矩形.
证明:
∵BC∥面EFGH,又平面BCFE∩平面EFGH=EF,∴BC∥EF.
∵BC∥面EFGH,又平面BCGH∩平面EFGH=HG,∴BC∥GH.
由BC∥EF、BC∥GH,得:EF∥GH.
∵AD∥面EFGH,又平面EFGH∩平面ADHE=EH,∴AD∥EH.
∵AD∥面EFGH,又平面EFGH∩平面ADGF=FG,∴AD∥FG.
由AD∥EH、AD∥FG,得:EH∥FG.
由EF∥GH、EH∥FG,得:EFGH是平行四边形.
令BC的中点为M,容易证得:BC⊥AM、BC⊥DM,又AM∩DM=M,∴BC⊥面ADM,
∴BC⊥AD,结合证得的EF∥BC、EH∥AD,得:EF⊥EH,∴平行四边形EFGH是矩形.