三棱柱ABC-A1B1C1中,面BB1C1C⊥面ABC,AB=AC,D是BC的中点,M为AA1上一动点.(1)求证:AD⊥CC1;(2)若AM=MA1,求证:AD∥平

发布时间:2020-07-31 14:14:27

三棱柱ABC-A1B1C1中,面BB1C1C⊥面ABC,AB=AC,D是BC的中点,M为AA1上一动点.
(1)求证:AD⊥CC1;
(2)若AM=MA1,求证:AD∥平面MBC1;
(3)若面MBC1⊥面BB1C1C,求证:AM=MA1.

网友回答

解:(1)∵AB=AC,D为BC中点,∴AD⊥BC
又∵面B1BCC1⊥面ABC,面B1BCC1∩面ABC=BC
∴AD⊥面B1BCC1,
又∵CC1?面B1BCC1,∴AD⊥CC1;
(2)取BC的中点E,连接DE、ME
∵△CC1B中,DE是中位线
∴DE∥CC1,且DE=CC1,
又∵平行四边形AA1C1C中,M是AA1中点
∴AM∥CC1,且AM=CC1,
∴DE∥AM且DE=AM,可得四边形ADEM是平行四边形
∴AD∥EM,
∵AD?平面MBC1且EM?平面MBC1
∴AD∥平面MBC1;
(3)过点M作ME⊥BC1,垂足为E,连接EM
∵面MBC1⊥面BB1C1C,面MBC1∩面BB1C1C=BC1,ME⊥BC1,
∴ME⊥面BB1C1C,
∵AB=AC,D为BC中点,∴AD⊥BC
又∵面B1BCC1⊥面ABC,面B1BCC1∩面ABC=BC
∴AD⊥面B1BCC1,可得ME∥AD
设AD、EM确定的平面为α,
∵AM∥面BB1C1C,AM?α,α∩面BB1C1C=DE,
∴DE∥AM
∴四边形ADEM是平行四边形,可得AM=DE
∵△BCC1中,DE∥CC1且D为BC的中点,∴DE=CC1,
因此,可得AM=CC1=AA1,故AM=MA1.
解析分析:(1)等腰△ABC中,中线AD⊥BC,结合线面垂直的性质定理,可得AD⊥面B1BCC1,从而AD⊥CC1;(2)取BC的中点E,连接DE、ME.利用三角形中位线定理,结合平行四边形的性质,证出四边形ADEM是平行四边形,从而AD∥EM,可得AD∥平面MBC1;(3)过点M作ME⊥BC1,垂足为E,连接EM.由线面垂直的性质定理,可得ME⊥面BB1C1C,结合AD⊥面B1BCC1,得ME∥AD.再根据线面平行的性质定理,证出DE∥AM,从而四边形ADEM是平行四边形.由此可得AM=DE=CC1=AA1,故AM=MA1.

点评:本题给出特殊三棱锥,求证线面平行和线面垂直.着重考查了线面平行的判定与性质,线面垂直、面面垂直的性质与判定等知识,属于中档题.
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