题目内容

【题目】如图所示,M,N,K分别是正方体ABCD—A1B1C1D1的棱AB,CD,C1D1的中点.

求证:(1)AN∥平面A1MK;

(2)平面A1B1C⊥平面A1MK.

【答案】(1)见解析(2)见解析

【解析】试题分析: 要证明平面,只需要证明平行于平面内的一条直线,容易证明,从而得到证明;

要证明平面,只需要证明平面内的直线垂直于平面即可,而容易证明,从而问题得到解决;

解析:证明 (1)如图所示,连接NK.

在正方体ABCD—A1B1C1D1中,

∵四边形AA1D1D,DD1C1C都为正方形,

∴AA1∥DD1,AA1=DD1,C1D1∥CD,C1D1=CD.[2分]

∵N,K分别为CD,C1D1的中点,

∴DN∥D1K,DN=D1K,

∴四边形DD1KN为平行四边形.

∴KN∥DD1,KN=DD1,∴AA1∥KN,AA1=KN.

∴四边形AA1KN为平行四边形.∴AN∥A1K.

∵A1K平面A1MK,AN平面A1MK,

∴AN∥平面A1MK.

(2)如图所示,连接BC1.

在正方体ABCD—A1B1C1D1中,AB∥C1D1,AB=C1D1.

∵M,K分别为AB,C1D1的中点,

∴BM∥C1K,BM=C1K.

∴四边形BC1KM为平行四边形.∴MK∥BC1.

在正方体ABCD—A1B1C1D1中,A1B1⊥平面BB1C1C,

BC1平面BB1C1C,∴A1B1⊥BC1.

∵MK∥BC1,∴A1B1⊥MK.

∵四边形BB1C1C为正方形,∴BC1⊥B1C.

∴MK⊥B1C.

∵A1B1平面A1B1C,B1C平面A1B1C,A1B1∩B1C=B1,∴MK⊥平面A1B1C.

又∵MK平面A1MK,

∴平面A1B1C⊥平面A1MK.

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