题目内容

10.如图,正三棱柱ABC-A1B1C1(底面是正三角形,侧棱垂直底面)的各条棱长均相等,D为AA1的中点.M、N分别是BB1、CC1上的动点(含端点),且满足BM=C1N.当M,N运动时,下列结论中不正确的是(  )
A.平面DMN⊥平面BCC1B1
B.三棱锥A1-DMN的体积为定值
C.△DMN可能为直角三角形
D.平面DMN与平面ABC所成的锐二面角范围为(0,$\frac{π}{4}$]

分析 由BM=C1N,得线段MN必过正方形BCC1B1的中心O,由DO⊥平面BCC1B1,可得平面DMN⊥平面BCC1B1
由△A1DM的面积不变,N到平面A1DM的距离不变,得到三棱锥A1-DMN的体积为定值;
利用反证法思想说明△DMN不可能为直角三角形;
平面DMN与平面ABC平行时所成角为0,当M与B重合,N与C1重合时,平面DMN与平面ABC所成的锐二面角最大.

解答 解:如图,

当M、N分别在BB1、CC1上运动时,若满足BM=C1N,则线段MN必过正方形BCC1B1的中心O,而DO⊥平面BCC1B1,∴平面DMN⊥平面BCC1B1,A正确;
当M、N分别在BB1、CC1上运动时,△A1DM的面积不变,N到平面A1DM的距离不变,∴棱锥N-A1DM的体积不变,即三棱锥A1-DMN的体积为定值,B正确;
若△DMN为直角三角形,则必是以∠MDN为直角的直角三角形,但MN的最大值为BC1,而此时DM,DN的长大于BB1,∴△DMN不可能为直角三角形,C错误;
当M、N分别为BB1,CC1中点时,平面DMN与平面ABC所成的角为0,当M与B重合,N与C1重合时,平面DMN与平面ABC所成的锐二面角最大,为∠C1BC,等于$\frac{π}{4}$.
∴平面DMN与平面ABC所成的锐二面角范围为(0,$\frac{π}{4}$],D正确.
故选:C.

点评 本题考查了命题的真假判断与应用,考查了棱柱的结构特征,考查了空间想象能力和思维能力,是中档题.

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