题目内容

如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是对角线AB1、BC1上的点,且
B1M
MA
=
C1N
NB
,求证:MN∥平面A1B1C1D1(写出三种作法)
考点:直线与平面平行的判定
专题:证明题,空间位置关系与距离
分析:方法一、在平面AA1B1B内,作MK∥AB,交BB1于K点,连接KN,利用“面面平行”⇒“线面平行”即可.
方法二、连接BM,延长交A1B1于L,连接C1L,运用平行线分线段成比例的逆定理,证得MN∥C1L,由线面平行的判定定理,即可得证;
方法三、分别在平面AB1,和平面BC1中,过M作MH∥BB1,过N作NG∥BB1,运用平行线分线段成比例,证得四边形MNGH为平行四边形,再由线面平行的判定定理,即可得证.
解答: 证法一:在平面AA1B1B内,作MK∥AB,交BB1于K点,连接KN,
则易知
B1M
MA
=
B1K
KB

B1M
MA
=
C1N
NB

B1K
KB
=
C1N
NB

∴KN∥B1C1,又A1B1∥AB,∴MK∥A1B1
∴平面MKN∥平面A1B1C1D1,而MN?平面MKN,
∴MN∥平面A1B1C1D1
证法二:连接BM,延长交A1B1于L,连接C1L,
B1M
MA
=
ML
MB
,又
B1M
MA
=
C1N
NB

ML
MB
=
C1N
NB
,即有MN∥C1L,
MN?平面A1B1C1D1.C1L?平面A1B1C1D1
则MN∥平面A1B1C1D1
证法三、分别在平面AB1,和平面BC1中,
过M作MH∥BB1,过N作NG∥BB1
则MH∥NG,由于
MH
AA1
=
B1M
B1A
=
C1N
C1B
=
NG
B1B

即有MH=NG,则四边形MNGH为平行四边形,
则有MN∥GH,MN?平面A1B1C1D1.GH?平面A1B1C1D1
则有MN∥平面A1B1C1D1
点评:本题考查直线与平面平行的判定,考查作辅助线进行推理证明的能力,属于中档题.
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