已知直三棱柱ABC-A1B1C1,底面△ABC是等腰三角形,∠BAC=120°,,CN=3AN,点M,P,Q分别是AA1,A1B1,BC的中点.(Ⅰ)求证:直线PQ∥

发布时间:2020-07-31 17:01:08

已知直三棱柱ABC-A1B1C1,底面△ABC是等腰三角形,∠BAC=120°,,CN=3AN,点M,P,Q分别是AA1,A1B1,BC的中点.
(Ⅰ)求证:直线PQ∥平面BMN;
(Ⅱ)求直线AB与平面BMC所成角的正弦值.

网友回答

(Ⅰ)证明:如图,
取AB中点G,连结PG,QG分别交BM,BN于点E,F,
则E,F分别为BM,BN的中点.
而,,,.
且CN=3AN,所以?,
所以.
所以?EF∥PQ,又?EF?平面BMN,PQ?平面BMN.
所以?PQ∥平面BMN;
(Ⅱ)解:连接AQ,∵△ABC是等腰三角形,Q是BC的中点,∴AQ⊥BC,连接MQ,
作AO⊥MQ于O,连接BO,∵MA⊥平面ABC,∴MA⊥BC,
又AQ⊥BC,∴BC⊥平面AQM,∴BC⊥AO.
∵AO⊥MQ,∴AO⊥平面BCM,∴∠ABO就是AB与平面ABC所成在角.
在Rt△AQC中,∵∠QAC=60°,∴AQ=2.
在△RtAQM中,∵MQ=2,由AM?AQ=MQ?AO,得,
所以.

解析分析:(Ⅰ)要证明直线PQ∥平面BMN,可在平面BMN中找到一条与PQ平行的直线即可,根据题目给出的P,Q分别是A1B1,BC的中点,想到取AB的中点G,连接PG,QG后分别交BM,BN于点E,F,根据题目给出的线段的长及线段之间的关系证出,从而得到EF∥PQ,然后利用线面平行的判定即可得证;(Ⅱ)求直线AB与平面BMC所成角的正弦值,首先是找角,由题意能够得到平面BMC⊥平面AMQ,所以直接过A作MQ的垂线AO,连接BO,在直角三角形AOB中求解∠BAO的正弦值.

点评:本题考查了直线与平面平行的判定,考查了线面角,证明线面平行时,常借助于三角形的中位线得线线平行,求线面角时,关键是把找出的角能够放在一个易于求解的三角形当中,此题是中档题.
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