O1是正方形ABCD-A1B1C1D1的上底面的中心,过D1,B1,A作一个截面.求证:此截面与对角线A1C的交点P一定
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设AB=a(向量),AD=b. AA1=C.

则AO1=AA1+A1O1=c+(a+b)/2=a/2+b/2+c,①

AP=AA1+A1P=AA1+uA1C=c+u(a+b-c)=ua+ub+(1-u)c,②

AP∈平面AB1D1,

AP=sAB1+tAD1=s(a+c)+t(b+c)=sa+tb+(s+t)c,③

从②③,u=s=t. s+t=1-u,得到u=1/3.代入②

AP=a/3+b/3+2c/3=(2/3)(a/2+b/2+c)=(2/3)AO1

A.P,O1共线,P在AO1上.