题目内容

【题目】如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AM⊥平面A1BD,垂足为M,以下四个结论中正确的个数为(  )

①AM垂直于平面CB1D1;

②直线AM与BB1所成的角为45°;

③AM的延长线过点C1;

④直线AM与平面A1B1C1D1所成的角为60°

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

【答案】B

【解析】

①根据AM⊥平面A1BD,平面A1BD∥CB1D1,判断AM⊥平面CB1D1;

②建立空间直角坐标系,利用坐标表示向量,求出平面BDA1的法向量,求得与的夹角,判断直线AM与BB1所成的角不是45°;

③求出,判断它与平面CB1D1的法向量共线,得出AM的延长线过点C1;

④求出AC1与平面A1B1C1D1所成的角,即为直线AM与平面A1B1C1D1所成的角.

对于①,正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AM⊥平面A1BD,

且平面A1BD∥CB1D1,∴AM⊥平面CB1D1,①正确;

对于②,建立空间直角坐标系,如图所示,

则A(0,0,1),B(1,0,1),C(1,1,1),D(0,1,1),

A1(0,0,0),∴=(﹣1,1,0),=(1,0,1),

设平面BDA1的法向量为=(x,y,z),

则,即,令x=1,则y=1,z=﹣1,∴=(1,1,﹣1),

=(0,0,1),

∴cos<,>==﹣,

∴与的夹角不是45°且不是135°,

又与共线,∴直线AM与BB1所成的角不是45°,②错误;

对于③,=(1,1,﹣1),与平面CB1D1的法向量共线,

∴与共线,即AM的延长线过点C1,③正确;

④与共线,且tan∠AC1A1==,

∴AC1与平面A1B1C1D1所成的角是arctan,

即直线AM与平面A1B1C1D1所成的角不是60°,④错误;

综上,正确的命题序号是①③,共2个.

故选:B.

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