如图所示的长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为2的正方形,O为AC与BD的交点,,M是线段B1D1的中点.
(Ⅰ)求证:BM∥平面D1AC;
(Ⅱ)求证:D1O⊥平面AB1C.
网友回答
解:(Ⅰ)连接D1O,如图,
∵O、M分别是BD、B1D1的中点,BDD1B1是矩形,
∴四边形D1OBM是平行四边形,∴D1O∥BM.(3分)
∵D1O?平面D1AC,BM?平面D1AC,
∴BM∥平面D1AC.(7分)
(Ⅱ)连接OB1,∵正方形ABCD的边长为2,,
∴,OB1=2,D1O=2,
则OB12+D1O2=B1D12,∴OB1⊥D1O.(10分)
∵在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AC⊥BD,AC⊥D1D,
∴AC⊥平面BDD1B1,又D1O?平面BDD1B1,
∴AC⊥D1O,又AC∩OB1=O,
∴D1O⊥平面AB1C.(14分)
解析分析:(Ⅰ)欲证BM∥平面D1AC,根据直线与平面平行的判定定理可知只需证BM与平面D1AC内一直线平行,连接D1O,易证四边形D1OBM是平行四边形,则D1O∥BM,D1O?平面D1AC,BM?平面D1AC,满足定理所需条件;(Ⅱ)欲证D1O⊥平面AB1C,根据直线与平面垂直的判定定理可知只需证D1O与平面AB1C内两相交直线垂直,连接OB1,根据勾股定理可知OB1⊥D1O,AC⊥D1O,又AC∩OB1=O,满足定理所需条件.
点评:本题考查直线与平面平行的判定,直线与平面垂直的判定,考查学生空间想象能力,逻辑思维能力,是中档题.