题目内容
【题目】如图,在直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD为菱形,∠ABC=60°,AA1
AB,M,N分别为AB,AA1的中点.
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(1)求证:平面B1NC⊥平面CMN;
(2)若AB=2,求点N到平面B1MC的距离.
【答案】(1)见解析;(2)![]()
【解析】
(1)推导出AA1⊥平面ABCD,AA1⊥CM,CM⊥AB,从而CM⊥平面ABB1A1,进而CM⊥B1N,推导出△A1B1N∽△ANM,从而∠A1B1N=∠ANM,∠A1NB1=∠AMN,进而B1N⊥MN,B1N⊥平面CMN,由此能证明平面B1NC⊥平面CMN.
(2)求出点B1到平面CMN的距离为h1
,设N到平面B1CM的距离为h2,由
,能求出点N到平面B1MC的距离.
(1)证明:∵直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1,∴AA1⊥平面ABCD,
∵CM平面ABCD,∴AA1⊥CM,
∵底面ABCD是菱形,∠ABC=60°,M是AB的中点,
∴CM⊥AB,
∵AA1∩AB=A,AA1平面ABB1A1,AB平面ABB1A1,
∴CM⊥平面ABB1A1,
∵B1N平面ABB1A1,∴CM⊥B1N,
∵M是AB中点,N为AA1中点,AA1
,
∴
,
,
∵∠B1A1N=∠NAM=90°,∴△A1B1N∽△ANM,
∴∠A1B1N=∠ANM,∠A1NB1=∠AMN,
∴∠A1NB1+∠ANM=90°,∴B1N⊥MN,
∵MN∩CM=M,∴B1N⊥平面CMN,
∵B1N平面B1NC,∴平面B1NC⊥平面CMN.
(2)∵在直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD为菱形,∠ABC=60°,
AA1
AB,AB=2,M,N分别为AB,AA1的中点.
∴MN
,B1M
3,B1C
,
B
,
∵底面ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴CM
,CN
,
由(1)知B1N⊥平面CMN,设点B1到平面CMN的距离为h1,h1
,
∵CN2=MN2+CM2,∴
,
∴
,
∵B1M=3,
,∴
,
设N到平面B1CM的距离为h2,
∵
,
∴
,
解得h2
.
∴点N到平面B1MC的距离为
.