题目内容
【题目】已知图1中,四边形 ABCD是等腰梯形,AB∥CD,EF∥CD,DM⊥AB于M、交EF于点N,DN=3 ,MN= ,现将梯形ABCD沿EF折起,记折起后C、D为C'、D'且使D'M=2 ,如图2示.
(Ⅰ)证明:D'M⊥平面ABFE;,
(Ⅱ)若图1中,∠A=60°,求点M到平面AED'的距离.
【答案】解:(Ⅰ)∵AB∥CD,EF∥CD,DM⊥AB, ∴DM⊥EF,即D'N⊥EF,MN⊥EF,
又D'N∩MN=N,D′M平面D′MN,D′N平面D′MN,
∴EF⊥平面MND',又∵D′M平面D′MN,
∴EF⊥D'M,
∵D′M=2 ,D′N=3 ,MN= ,
∴D'M2+MN2=D'N2 , ∴D'M⊥MN,
又MN∩EF=N,MN平面ABFE,EF平面ABFE,
∴D'M⊥平面ABFE.
(Ⅱ) 在Rt△ADM中,∵∠A=60°,DN=4 ,
∴AM=4,A=8,
∵EF∥AB,∴ ,
∴DE=6,AE=2,
∴VD′﹣AEM= = =4 ,
在Rt△AD′M中,AD′= =2 ,
∴D′E2+AE2=AD′2 ,
∴D'E⊥AE, ,
设点M到平面AED'的距离为h,
则VM﹣AED′= S△AED′h=2h,
∴2h=4 ,解得 ,
∴点M到平面AED'的距离为 .
【解析】(I)由EF⊥平面D′MN得D′M⊥EF,由勾股定理的逆定理得D′M⊥MN,从而D′M⊥平面ABFE;(II)根据三角形和相似三角形知识求出各棱长,根据VD′﹣AEM=VM﹣AED′列方程解出M到平面AED'的距离.
【考点精析】掌握直线与平面垂直的判定是解答本题的根本,需要知道一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直;注意点:a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视;b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想.