如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,点D是棱BC的中点.求证:(1)AD⊥C1D;(2)A1B∥平面ADC1.

问题描述:

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,点D是棱BC的中点.
求证:(1)AD⊥C1D;
(2)A1B∥平面ADC1

证明:(1)因为三棱柱ABC-A1B1C1是正三棱柱,
所以C1C⊥平面ABC,又AD⊂平面ABC,
所以C1C⊥AD,又点D是棱BC的中点,且△ABC为正三角形,
所以AD⊥BC,因为BC∩C1C=C,所以AD⊥平面BCC1B1
又因为DC1⊂平面BCC1B1,所以AD⊥C1D;(6分)
(2)连接A1C交AC1于点E,再连接DE.
因为四边形A1ACC1为矩形,所以E为A1C的中点,
又因为D为BC的中点,所以ED∥A1B.
又A1B⊄平面ADC1,ED⊂平面ADC1,所以A1B∥平面ADC1.(14分)
答案解析:(1)欲证AD⊥C1D,而DC1⊂平面BCC1B1,可先证AD⊥平面BCC1B1,而三棱柱ABC-A1B1C1是正三棱柱,则C1C⊥平面ABC,又AD⊂平面ABC,
根据线面垂直的性质可知C1C⊥AD,又点D是棱BC的中点,且△ABC为正三角形,从而AD⊥BC,又BC∩C1C=C,满足定理所需条件;
(2)欲证A1B∥平面ADC1,根据直线与平面平行的判定定理可知只需证A1B与平面ADC1内一直线平行即可,连接A1C交AC1于点E,再连接DE,根据中位线可知ED∥A1B,又A1B⊄平面ADC1,ED⊂平面ADC1,满足定理所需条件.
考试点:直线与平面垂直的性质;直线与平面平行的判定.


知识点:本题主要考查了线面垂直的判定定理和性质定理,以及直线与平面平行的判定,同时考查了学生空间想象能力,逻辑思维能力,是中档题.