直棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是直角梯形,∠BAD=∠ADC=90°,AB=2AD=2CD=2.(1)求证:AC⊥平面BB1C1C;(2)在A1B1上是否存在一点P,使得DP与平面BCB1平行?证明你的结论.

问题描述:

直棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是直角梯形,∠BAD=∠ADC=90°,AB=2AD=2CD=2.

(1)求证:AC⊥平面BB1C1C;
(2)在A1B1上是否存在一点P,使得DP与平面BCB1平行?证明你的结论.

(1)证明:由已知平面ABCD⊥平面BB1C1C
又∵∠BAD=∠ADC=90°,
且AB=2AD=2CD=2,
AC=

2
,∠BAC=45°,
在△ABC中,由余弦定理得:
BC=
AB2+AC2−2AB•AC•cos∠BAC
=
2

∴AC2+BC2=AB2,∴AC⊥BC,
∴AC⊥平面BB1C1C.…(6分)
(2)存在点P,P为A1B1的中点.
下面证明:
∵P为A1B1的中点,∴PB1
1
2
AB
,又CD
1
2
AB

PB1
CD

∴四边形DCB1P为平行四边形,∴DP∥CB1
又CB1在平面BCB1内,
∴DP与平面BCB1平行.…(12分)
答案解析:(1)由已知平面ABCD⊥平面BB1C1C,由余弦定理得AC⊥BC,由此能证明AC⊥平面BB1C1C.
(2)存在点P,P为A1B1的中点.由已知条件推导出四边形DCB1P为平行四边形,由此能证明DP与平面BCB1平行.
考试点:直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质.
知识点:本题考查直线与平面垂直的证明,考查直线与平面平行的判断与证明,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.