已知M是正四面体ABCD棱AB的中点,N是棱CD上异于端点C,D的任一点,则下列结论中,正确的个数有(1)MN⊥AB;???????????????(2)若N为中点,

发布时间:2020-08-01 02:06:09

已知M是正四面体ABCD棱AB的中点,N是棱CD上异于端点C,D的任一点,则下列结论中,正确的个数有
(1)MN⊥AB;???????????????(2)若N为中点,则MN与AD所成角为45°;
(3)平面CDM⊥平面ABN;????? (4)存在点N,使得过MN的平面与AC垂直.A.1个B.2个C.3个D.4个

网友回答

C

解析分析:连接CM、DM,可证明出AB⊥平面CDM,从而MN⊥AB,得(1)正确;取AC中点E,连接EM、EN,利用三角形中位线定理证明出EN、NM所成的直角或锐角,就是异面直线MN、AD所成的角,再通过余弦定理,可以求出MN与AD所成角为45°,故(2)正确;根据(1)的正确结论:MN⊥AB,结合平面与平面垂直的判定定理,得到(3)正确;对于(4),若存在点N,使得过MN的平面与AC垂直,说明存在N的一个位置,使MN⊥AC.因此证明出“不论N在线段CD上的何处,都不可能有MN⊥AC”,从而说明不存在点N,使得过MN的平面与AC垂直.

解答:解:(1)连接CM、DM∵正△ABC中,M为AB的中点∴CM⊥AB同理DM⊥AB,结合MC∩MD=M∴AB⊥平面CDM,而MN?平面CDM∴MN⊥AB,故(1)是正确的;(2)取AC中点E,连接EM、EN∵△ADC中,E、N分别是AC、CD的中点∴EN∥AD,EN=AD.∴EN、NM所成的直角或锐角,就是异面直线MN、AD所成的角设正四面体棱长为2a,在△MCD中,CM=DM=则Rt△MNC中CN==a∴在△MNE中,ME=EN=∴∴∠ENM=45°,即异面直线MN、AD所成的角是45°,故(2)正确;(3)由(1)的证明知:AB⊥平面CDM∵AB?平面ABN∴平面ABN⊥平面CDM,故(3)正确;(4)若有MN⊥AC,根据(1)的结论MN⊥AB,因为AB、AC相交于A点,所以MN⊥平面ABC∵△MCD中,CM=MD=,CD=2a∴cos∠CMD=可得∠CMD是锐角,说明点N在线段CD上从C到D运动过程中,∠CMN的最大值是锐角,不可能是直角,因为CM?平面ABC,CM与NM不能垂直,以上结论与MN⊥平面ABC矛盾,故不论N在线段CD上的何处,都不可能有MN⊥AC.因此不存在点N,使得过MN的平面与AC垂直.综上所述,正确的命题为(1)(2)(3)故选C

点评:本题以正四面体为例,着重考查了直线与平面垂直的判定、平面与平面垂直的判定和异面直线及其所成的角等知识点,属于中档题.
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