如图,正方体ABDC-A1B1C1D1,点M、N分别在???AD1、AC1上
(1)若AM=MD1,AN=NC1,试判断直线MN与A1C1的位置关系;并求MN与A1C1所成的角;
(2)若AM=2MD1,AN=2NC1,试判断直线MN与平面A1B1AB的关系,并证明.
网友回答
解:(1)直线MN与A1C1成异面直线.
取A1D1、D1C1的中点E、F,连接EF
∴MN∥EF,
又∵A1B1∥D1C1
∴∠D1FE就是所求.
由题意得:△D1FE为等腰直角三角形,∠D1FE=45°
∴MN与A1B1所成的角为45°.(5分)
(2)直线MN与平面ABCD平行.
证明:分别过点M,N作底面的垂线交AD,DC于点P,Q,连接PQ.
∴MP||DD1,NQ||CC1,MP||NQ
∵AM=2MD1,ND=2NC1,
∴MP=DD1,NQ=CC1
∴MP=NQ,即四边形PMNQ为平行四边形,
∴MN||PQ
又∵PQ在平面ABCD内,
∴直线MN与平面ABCD平行.(10分)
解析分析:(1)取A1D1、D1C1的中点E、F,连接EF,根据中位线可知MN∥EF,而A1B1∥D1C1则∠D1FE就是所求,在△D1FE求出此角即可;(2)直线MN与平面ABCD平行,欲证直线MN与平面ABCD平行,根据直线与平面平行的判定定理可知只需证MN与平面ABCD内一直线平行,分别过点M,N作底面的垂线交AD,DC于点P,Q,连接PQ,可证四边形PMNQ为平行四边形,从而MN||PQ,而PQ在平面ABCD内,满足定理所需条件.
点评:本题考查直线与平面平行的判定,直线与平面所成的角的求法,考查学生空间想象能力,逻辑思维能力,是中档题.