在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=2,点M是BC的中点,点N是AA1的中点。(1)求证MN⼀⼀平面A1CD

2025-06-28 00:25:40
推荐回答(5个)
回答1:

(1)证法1:设点P(2)为AD(3)的中点,连接MP,NP(4).
∵点M是BC的中点,
∴MP∥CD.
∵CD在平面A1CD内,MP不在平面A1CD内,
∴MP∥平面A1CD.(2分)
∵点N是AA1的中点,
∴NP∥A1D.
∵A1D在平面A1CD内,NP不在平面A1CD内,
∴NP∥平面A1CD.(4分)
∵MP∩NP=P,MP在平面MNP,NP在平面MNP,
∴平面MNP∥平面A1CD.
∵MN在平面MNP,
∴MN∥平面A1CD.(6分)
证法2:连接AM并延长AM与DC的延长线交于点P,连接A1P,
∵点M是BC的中点,
∴BM=MC.
∵∠BMA=∠CMP,∠MBA=∠MCP=90°,
∴RtMBA≌RtMCP.(2分)
∴AM=MP.
∵点N是AA1的中点,
∴MN∥A1P.(4分)
∵A1P在平面A1CD,MN不在平面A1CD,
∴MN∥平面A1CD.(6分)

(2)解:取BB1的中点Q,连接NQ,CQ,
∵点N是AA1的中点,
∴NQ∥AB.
∵AB∥CD,
∴NQ∥CD.
∴过N,C,D三点的平面NQCD把长方体ABCD-A1B1C1D1截成两部分几何体,
其中一部分几何体为直三棱柱QBC-NAD,另一部分几何体为直四棱柱B1QCC1-A1NDD1.(8分)
∴S△QBC=1 2 •QB•BC=1 2 ×1×1=1/2 ,
∴直三棱柱QBC-NAD的体积V1=S△QBC•AB=1/2 ,(10分)
∵长方体ABCD-A1B1C1D1的体积V=1×1×2=2,
∴直四棱柱B1QCC1-A1NDD1体积V2=V-V1=3/2 .(12分)
∴所截成的两部分几何体的体积的比值为1/3 .(14分)
(说明:V2/ V1=3也给分)

回答2:

1)证法1:设点P(2)为AD(3)的中点,连接MP,NP(4).
∵点M是BC的中点,
∴MP∥CD.
∵CD在平面A1CD内,MP不在平面A1CD内,
∴MP∥平面A1CD.(2分)
∵点N是AA1的中点,
∴NP∥A1D.
∵A1D在平面A1CD内,NP不在平面A1CD内,
∴NP∥平面A1CD.(4分)
∵MP∩NP=P,MP在平面MNP,NP在平面MNP,
∴平面MNP∥平面A1CD.
∵MN在平面MNP,
∴MN∥平面A1CD.(6分)
证法2:连接AM并延长AM与DC的延长线交于点P,连接A1P,
∵点M是BC的中点,
∴BM=MC.
∵∠BMA=∠CMP,∠MBA=∠MCP=90°,
∴RtMBA≌RtMCP.(2分)
∴AM=MP.
∵点N是AA1的中点,
∴MN∥A1P.(4分)
∵A1P在平面A1CD,MN不在平面A1CD,
∴MN∥平面A1CD.(6分)

(2)解:取BB1的中点Q,连接NQ,CQ,
∵点N是AA1的中点,
∴NQ∥AB.
∵AB∥CD,
∴NQ∥CD.
∴过N,C,D三点的平面NQCD把长方体ABCD-A1B1C1D1截成两部分几何体,
其中一部分几何体为直三棱柱QBC-NAD,另一部分几何体为直四棱柱B1QCC1-A1NDD1.(8分)
∴S△QBC=1 2 •QB•BC=1 2 ×1×1=1/2 ,
∴直三棱柱QBC-NAD的体积V1=S△QBC•AB=1/2 ,(10分)
∵长方体ABCD-A1B1C1D1的体积V=1×1×2=2,
∴直四棱柱B1QCC1-A1NDD1体积V2=V-V1=3/2 .(12分)
∴所截成的两部分几何体的体积的比值为1/3 .(14分)
(说明:V2/ V1=3也给分)

回答3:

第一问取CB1中点M,由MN//A1K以及A1K属于平面A1CD即可得出结论;
(2)作NK//CD交BB1于K
则NCDK共面
故过N、C、D三点的平面与长方体交得的平面是NKCD
截成的两部分分别是三棱柱NAD-KBC与四棱柱A1NDD1-B1KCC1
这两部分高相等
故体积之比等于其底面积之比及S(AND):S(NDD1A1)=1:3

回答4:

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回答5:

我可以给你解答,请楼主提高悬赏分,我保证有答案,图示一个长方体,里面有三条虚线对吧