如图,在四面体
ABCD 中,截面
PQMN 是正方形,则在下列命题中,错误的为( )
\begin{solution}
截面为正方形,所以
PQ∥MN,
QM∥PN,且
PQ⊥QM. 其中
PQ 在平面
ABC 内,
MN 在平面
ACD 内,两平面的交线为
AC,故
PQ∥AC;同理
QM∥BD. 因而
AC⊥BD,命题 A 正确;
AC∥PQ,所以
AC 平行于截面
PQMN,命题 B 正确.
正方形条件只给出
PQ=QM,不能推出
AC=BD. 例如取
A=(0,0,0),
B=(0,1,0),
C=(4,0,0),
D=(0,1,2),并取
P=(0,32,0),
Q=(34,32,0),
M=(34,32,34),
N=(0,32,34). 则
P,
Q,
M,
N 分别在
AB,
BC,
CD,
DA 上,且
PQMN 为边长
34 的正方形,而
AC=4,
BD=2,故命题 C 错误.
又
BD∥QM,异面直线
PM 与
BD 所成的角等于
PM 与
QM 所成的角;正方形对角线与边成
45∘,故命题 D 正确. 所以错误命题为 C.
\end{solution}