两个边长均为3的正方形ABCD和ABEF所在平面垂直相交于AB,M∈AC,N∈FB,且AM=FN.(1)证明:MN∥平面BCE;(2)当AM=FN=2时,求MN的长度.-数学

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两个边长均为3的正方形ABCD和ABEF所在平面垂直相交于AB,M∈AC,N∈FB,且AM=FN.(1)证明:MN∥平面BCE;(2)当AM=FN=2时,求MN的长度.-数学

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两个边长均为3的正方形ABCD和ABEF所在平面垂直相交于AB,M∈AC,N∈FB,且AM=FN.
(1)证明:MN平面BCE;
(2)当AM=FN=
2
  时,求MN的长度.360优课网
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

证明:(1)证法一:(线面平行的判定定理法)
如图一,作MP⊥BC,NQ⊥BE,P、Q为垂足,连接PQ,
则MPAB,NQAB.
所以MPNQ,
又AM=NF,AC=BF,
所以MC=NB.
又∠MCP=∠NBQ=45°,
所以Rt△MCP≌Rt△NBQ,
所以MP=NQ.
故四边形MPQN为平行四边形.
所以MNPQ.…..(4分)
因为PQ平面BCE,MN平面BCE,
所以MN平面BCE…..(6分)
法二:如图二,过M作MH⊥AB于H,则MHBC.
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所以class="stub"AM
AC
=class="stub"AH
AB

连接NH,由BF=AC,FN=AM,得class="stub"FN
FB
=class="stub"AH
AB

所以NHAFBE.…..(2分)
又∵NH∩BH=H,BC∩BE=B,NH,BH?平面MNH,BC,BE?平面BCE
∴平面MNH平面BCE…..(4分)
因为MN?平面MNH,
所以MN平面BCE.…..(6分)
(2)如图二,∵AM=FN=
2

由比例关系易得:
class="stub"AM
AC
=class="stub"FN
FB
=class="stub"AH
AB
=class="stub"MH
BC
=class="stub"1
3

∴在Rt△ABC中,MH=1,
在Rt△ABF中,NH=2,
∴在Rt△MNH中,MN=
5
.…..(12分)

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