填空题如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G,H,M分别是棱AD,DD1,D1A1,A1A,AB的中点,点N在四边形EFGH的四边及其内部运动,则当N只需满足条件________时,就有MN⊥A1C1;当N只需满足条件________时,就有MN∥平面B1D1C.
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点N在EG上 点N在EH上解析分析:(1)连接EG、EM、GM、BD,利用正方形AA1D1D对边中点连线,得到EG∥AA1,结合AA1⊥平面A1B1C1D1得到EG⊥平面A1B1C1D1,从而A1C1⊥EG.再利用△ABD中的中位线EM∥BD,结合B1D1∥BD,得到EM∥B1D1,再由A1C1⊥B1D1得到A1C1⊥EM,最后利用线面垂直的判定定理得到A1C1⊥平面EGM.因此,当点N在EG上时,直线MN?平面EGM,有MN⊥A1C1成立;(2)连接MH、A1B,再(1)的基础上有EM∥B1D1,结合线面平行的判定定理可得EM∥平面B1D1C,同理可得MH∥平面B1D1C.最后利用平面与平面平行的判定定理,得到平面EHM∥平面B1D1C,所以当点N在EH上时,MN?平面EHM,有MN∥平面B1D1C成立.解答:(1)连接EG、EM、GM、BD∵正方形AA1D1D中,E、G分别为AD、A1D1的中点∴EG∥AA1∵AA1⊥平面A1B1C1D1∴EG⊥平面A1B1C1D1∵A1C1?平面A1B1C1D1∴A1C1⊥EG∵在△ABD中,EM是中位线∴EM∥BD∵BB1∥DD1且BB1=DD1∴四边形BB1D1D是平行四边形,B1D1∥BD∴EM∥B1D1∵正方形A1B1C1D1中,A1C1⊥B1D1∴A1C1⊥EM∵EM∩EG=E,EM、EG?平面EGM∴A1C1⊥平面EGM因此,当点N在EG上时,直线MN?平面EGM,有MN⊥A1C1成立;(2)连接MH、A1B根据(1)的证明,EM∥B1D1∵EM?平面B1D1C,B1D1?平面B1D1C,∴EM∥平面B1D1C同理可得MH∥平面B1D1C∵EM∩MH=M,EM、MH?平面EHM∴平面EHM∥平面B1D1C∴当点N在EH上时,MN?平面EHM,有MN∥平面B1D1C成立.故