题目内容

四边形ABCD是边长为a的正方形,M、N分别是DA,BC上的点,MN∥AB,MN交AC于O,沿MN折成二面角AB-MN-CD.

(1)求证:不论MN怎样平行移动,∠AOC的大小不变;

(2)MN在什么位置时,AC与MN的距离最大,求出最大值.

答案:
解析:

(1)证:设AM=BN=x,则MD=NC=a-x.AM、CN的公垂线为MN=a,

在△AOC中,

∴∠AOC=120°,

因此不论MN怎样平移,∠AOC=120°为定值;

(2)MN∥CD,

∴MN∥平面ACD,于是异面直线AC和MN间的距离等于平行线MN到平面ACD的距离,作MP⊥AD于D.

∵MN⊥MA,MN⊥MD,而

∴MP⊥MN,又CD∥MN,∴MP⊥CD而CD∩DA=D.

∴MP⊥平面ADC,即MP的长等于MN,AC间距离.

设DM=x,则AM=a-x

两次取等号的条件均为x=a-x即,即M为正方形ABCD边AD中点时,AC与MN距离最大,最大值为


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