题目内容

如图,矩形A1A2A′2A′1,满足B、C在A1A2上,B1、C1在A′1A′2上,且BB1∥CC1∥A1A′1,A1B=CA2=2,BC=2,A1A′1=,沿BB1、CC1将矩形A1A2A′2A′1折起成为一个直三棱柱,使A1与A2、A′1与A′2重合后分别记为D、D1,在直三棱柱DBC-D1B1C1中,点M、N分别为D1B和B1C1的中点.

(I)证明:MN∥平面DD1C1C;

(Ⅱ)若二面角D1-MN-C为直二面角,求的值.

 

【答案】

(1)要证明线面平行,只要通过线线平行来加以证明即可。

(2)

【解析】

试题分析:解:(Ⅰ)证:连结DB1 、DC1 ∵四边形DBB1D1为矩形,M为D1B的中点   2分

∴M是DB1与D1B的交点,且M为DB1的中点

∴MN∥DC1,∴MN∥平面DD1C1C                              4分

(Ⅱ)解:四边形为矩形,B.C在A1A2上,B1.C1在上,

且BB1∥CC1∥,A1B = CA2 = 2,,

∴∠BDC = 90°                                            6分

以DB、DC、DD1所在直线分别为x.y.z轴建立直角坐标系,则

D(0,0,0),B(2,0,0),C(0,2,0),D1(0,0,),B1(2,0,),C1(0,2,)

点M、N分别为D1B和B1C1的中点,∴

设平面D1MN的法向量为m = (x,y,z),则

,

令x = 1得:

即                                             8分

设平面MNC的法向量为n = (x,y,z),则

,令z = 1得:

即                                         10分

∵二面角D1-MN-C为直二面角    ∴m⊥n,故,解得:

∴二面角D1-MN-C为直二面角时,.         12分

考点:线面平行,二面角的平面角

点评:解决的关键是根据已知条件熟练的根据判定定理证明,同时,建立空间直角坐标系,然后借助于向量的知识来得到二面角的平面角的表示,属于基础题。

 

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