如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AD=1,AA1=2,点P为DD1的中点.求证:(1)直线BD1∥平面PAC;(2)平面BDD1⊥平面PAC;(3)直线PB1⊥平面PAC.

问题描述:

如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AD=1,AA1=2,点P为DD1的中点.求证:

(1)直线BD1∥平面PAC;
(2)平面BDD1⊥平面PAC;
(3)直线PB1⊥平面PAC.

证明:(1)连结BD,AC交于O,连结OP,∵四边形ABCD为平行四边形,∴OD=OB,∵P为DD1的中点,∴OP∥BD1,∵OP⊂平面PAC,BD1⊄平面PAC,∴BD1∥平面PAC.(2)∵AB=AD,O为BD的中点,∴AC⊥BD,∵DD1⊥平面ABCD,BD...
答案解析:(1)连结BD,AC交于O,连结OP,由四边形ABCD为平行四边形,推断出OD=OB,又P为DD1的中点,可知OP∥BD1,最后利用线面平行的判定定理推断出BD1∥平面PAC.
(2)由AB=AD,O为BD的中点,推断出AC⊥BD,进而根据DD1⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,推断出DD1⊥BD,利用线面垂直的判定定理证明出AC⊥平面BDD1,进而根据面面垂直的判定定理证明出平面BDD1⊥平面PAC;
(3)连结C1P,B1C,分别求得PC1,PB1,B1C,进而知B1C2=B1P2+CP2,推断出∠CPB1=90°,即PB1⊥BC,由AC⊥平面BDD1,PB1⊂平面BDD1,推断出AC⊥PB1,根据线面垂直的判定定理知PB1⊥平面PAC.
考试点:直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定;平面与平面垂直的判定.
知识点:本题主要考查了线面平行和线面垂直的判定定理的应用.考查了学生对基本定理的记忆和灵活运用.