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已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形 F为棱BB1的中点 M为线段AC1的中点.求证:

时间:2022-08-17 11:59:40

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已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形 F为棱BB1的中点 M为线段AC1的中点.求证:

问题补充:

已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,F为棱BB1的中点,M为线段AC1的中点.

求证:

(Ⅰ)直线MF∥平面ABCD;

(Ⅱ)平面AFC1⊥平面ACC1A1.

答案:

证明:(Ⅰ)延长C1F交CB的延长线于点N,连接AN.因为F是BB1的中点,

所以,F为C1N的中点,B为CN的中点.又M是线段AC1的中点,

故MF∥AN.又MF不在平面ABCD内,AN?平面ABCD,∴MF∥平面ABCD.

(Ⅱ)连BD,由直四棱柱ABCD-A1B1C1D1 ,

可知A1A⊥平面ABCD,又∵BD?平面ABCD,∴A1A⊥BD.

∵四边形ABCD为菱形,∴AC⊥BD.又∵AC∩A1A=A,

AC,A1A?平面ACC1A1,∴BD⊥平面ACC1A1.

在四边形DANB中,DA∥BN且DA=BN,所以四边形DANB为平行四边形,

故NA∥BD,∴NA⊥平面ACC1A1,又因为NA?平面AFC1,

∴平面AFC1⊥ACC1A1.

解析分析:(1)延长C1F交CB的延长线于点N,由三角形的中位线的性质可得MF∥AN,从而证明MF∥平面ABCD.

(2)由A1A⊥BD,AC⊥BD,可得BD⊥平面ACC1A1,由DANB为平行四边形,故NA∥BD,故NA⊥平面ACC1A1,从而证得平面AFC1⊥ACC1A1.

点评:本题考查证明线面平行、面面垂直的方法,同时考查了空间想象能力,推理论证的能力,属于中档题.

已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形 F为棱BB1的中点 M为线段AC1的中点.求证:(Ⅰ)直线MF∥平面ABCD;(Ⅱ)平面AFC1⊥平面ACC1A1

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