在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别为A1A、D1C1的中点,过D、M、N三点的平面与正方体的下底

在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别为A1A、D1C1的中点,过D、M、N三点的平面与正方体的下底面A1B1C1D1相交与直线l.
(1)画出直线l的位置;
(2)设l∩A1B1=P,求PB的长;
(3)求A到l的距离.
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lch0009 花朵

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解题思路:(1)连接DM并延长交D1A1延长线于E,连接NE即是所求直线l;
(2)容易求得A1P=
1
4
a
,所以B1P=
3
4
a
,又BB1=a,所以在Rt△BB1P中,可求出BP;
(3)求A到l的距离,所以想着找过a,与l垂直的线段,所以过A1作l的垂线,垂足为F,连接AF,容易说明AF⊥l,所以根据一些边的长度求AF长度即可.

(1)如图,连接DM,并延长交DA1延长线于E,连接NE,则NE即为所找直线l;
(2)根据已知条件知:MA1∥DD1,且MA1=
1
2DD1,∴A1为ED1的中点;
A1P=
1
2D1N=
1
4a,∴B1P=
3
4a,BB1=a,∴PB=

9
16a2+a2=
5a
4;
(3)过A1作A1F⊥l,垂足为F,连接AF,∵AA1⊥平面ED1N,EN⊂平面ED1N,∴AA1⊥EN即EN⊥AA1,又EN⊥A1F,AA1∩A1F=A1,∴EN⊥平面AA1F,AF⊂平面AA1F,∴EN⊥AF,∴求A到l的距离,求AF的长度即可;
EP=
1
2EN=
1
2
4a2+
1
4a2=

17a
4,∴在Rt△EA1P中,A1E•A1P=EP•A1F,∴a•
a
4=

17a
4•A1F,∴A1F=
a

点评:
本题考点: 点、线、面间的距离计算;平行公理.

考点点评: 三角形的中位线,直角三角形中边的关系,线面垂直的性质,线面垂直的判定定理.

1年前

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