在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AD,DD1的中点,AB=BC=2,A1A=22(Ⅰ)求证:EF∥平面A1BC1;(Ⅱ)在线段BC1是否存在点P,使直线A1P与C1D垂直,如果存在,

题目简介

在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AD,DD1的中点,AB=BC=2,A1A=22(Ⅰ)求证:EF∥平面A1BC1;(Ⅱ)在线段BC1是否存在点P,使直线A1P与C1D垂直,如果存在,

题目详情

在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AD,DD1的中点,AB=BC=2,A1A=2
2

(Ⅰ)求证:EF平面A1BC1
(Ⅱ)在线段BC1是否存在点P,使直线A1P与C1D垂直,如果存在,求线段A1P的长,如果不存在,请说明理由.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

证明:(Ⅰ)连接AD1,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,
AB
.
.
D1C1
,则四边形ABC1D1是平行四边形,
∴AD1BC1,
又∵E,F分别是AD,DD1的中点
∴AD1EF,
∴EFBC1,又EF⊄面A1BC1,BC1⊂面A1BC1,
∴EF平面A1BC1(3分)
(II)在平面CC1D1D中作D1Q⊥C1D交CC1于Q,
过Q作QPCB交BC1于点P,则A1P⊥C1D.(7分)
因为A1D1⊥平面CC1D1D,C1D⊂平面CC1D1D,
∴C1D⊥A1D1,而QPCB,CBA1D1,∴QPA1D1,
又∵A1D1∩D1Q=D1,∴C1D⊥平面A1PQC1,
且A1P⊂平面A1PQC1,∴A1P⊥C1D.(10分)
∵△D1C1QRt△C1CD,
C1Q
CD
=
D1C1
C1C
,∴C1Q=
2

又∵PQBC,
∴PQ=class="stub"1
2
BC=1.
∵四边形A1PQD1为直角梯形,且高D1Q=
6

∴A1P=
(2-1)2+6
=
7
.(14分)

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