已经平行四边形ABCD中,AB=4,E为AB的中点,且△ADE是等边三角形,沿DE把△ADE折起至A1DE的位置,使得A1C=4.(1)F是线段A1C的中点,求证:BF∥平面A1DE;

所属学校:学历教育 科目:高中数学 2024-08-07 08:40:46 高中数学

已经平行四边形ABCD中,AB=4,E为AB的中点,且△ADE是等边三角形,沿DE把△ADE折起至A1DE的位置,使得A1C=4.(1)F是线段A1C的中点,求证:BF∥平面A1DE;

(2)求证:A1D⊥CE;

(3)求点A1到平面BCDE的距离.

【答案】

(1)证明:取DA1的中点G,连接FG、GE,

∵F为A1C中点,

∴GF∥DC,且GF=1DC,

∵E为平行四边形ABCD边AB的中点,

∴EB∥DC,且EB=1DC,

∴EB∥GF,且EB=GF,

∴四边形BFGE是平行四边形,

∴BF∥EG,

∵EG⊂平面A1DE,BF⊄平面A1DE

∴BF∥平面A1DE…(4分)

(2)证明:取DE的中点H,连接A1H、CH,

∵AB=4,AD=2,∠DAB=60°,E为AB的中点,

∴△DAE为等边三角形,即折叠后△DA1E也为等边三角形,

∴A1H⊥DE,且A1H=2

在△DHC中,DH=1,DC=4,∠HDC=60°

根据余弦定理,可得HC=3

在△A1HC中,A1H=2,HC=13,A1C=4,

∴A1C2=A1H2+HC2 , 即A1H⊥HC

又∵DE∩HC=H,∴A1H⊥面DEBC

又∵A1H⊂面A1DEM

∴面A1DE⊥面DEBC,

∵CE⊥DE,

∴CE⊥面A1DE,

∵A1D⊂面A1DE,

∴A1D⊥CE

(3)解:由第(2)问知A1H⊥面DEBC,∴点A1到平面BCDE的距离为A1H=2

4

【解析】

(1)取DA1的中点G,连接FG、GE,通过证明BF∥EG,利用直线与平面平行的判定定理证明BF∥平面A1DE.

(2)取DE的中点H,连接A1H、CH,通过证明A1H⊥面DEBC,然后通过平面与平面垂直的判定定理证明面A1DE⊥面DEBC,即可证明A1D⊥CE.

(3)利用(2)的结果,直接求求点A1到平面BCDE的距离.

【考点精析】解答此题的关键在于理解直线与平面平行的判定的相关知识,掌握平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行;简记为:线线平行,则线面平行.

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