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如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,AB=2,BC=1,AA1=3.(1)证明:A1C⊥平面AB1C1;(2)若D是棱CC1的中点,在棱AB上是否存在一点E,使DE∥平面AB1C1?证明你的结论.(3)求A1到平面A
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(1)证明:A1C⊥平面AB1C1;
(2)若D是棱CC1的中点,在棱AB上是否存在一点E,使DE∥平面AB1C1?证明你的结论.
(3)求A1到平面AB1C1的距离.
▼优质解答
答案和解析
(1)证明:由题意可得四边形A1C1CA是矩形,又AC=
=
=AA1,
∴四边形A1C1CA是正方形,∴A1C⊥AC1.
∵BC⊥CA,CC1⊥BC,BC∩CC1=C,
∴BC⊥平面A1C1CA,∴BC⊥A1C,
∵B1C1∥BC,∴B1C1⊥A1C.
又AC1∩B1C1=C1,∴A1C⊥平面AB1C1.
(2)在棱AB上存在一点EW为AB的中点,使DE∥平面AB1C1.
证明:取AC的中点F,AB的中点E,连接DF、EF、DE.
由三角形中位线定理可得:DF∥AC1,EF∥BC,即EF∥B1C1.
∵DF⊄平面AB1C1,AC1⊂平面AB1C1.
∴DF∥平面AB1C1.
同理EF∥平面AB1C1.
而DF∩EF=F,∴平面EFD∥平面AB1C1.
∴DE∥平面AB1C1.
(3)设AC1∩A1C=O,由(1)可知:A1O⊥平面AB1C1,
∴A1O即为点A1到平面AB1C1.的距离.
而A1O=
A1C=
.
∴点A1到平面AB1C1.的距离为
.
AB2−BC2 |
3 |
∴四边形A1C1CA是正方形,∴A1C⊥AC1.
∵BC⊥CA,CC1⊥BC,BC∩CC1=C,
∴BC⊥平面A1C1CA,∴BC⊥A1C,
∵B1C1∥BC,∴B1C1⊥A1C.
又AC1∩B1C1=C1,∴A1C⊥平面AB1C1.
(2)在棱AB上存在一点EW为AB的中点,使DE∥平面AB1C1.

证明:取AC的中点F,AB的中点E,连接DF、EF、DE.
由三角形中位线定理可得:DF∥AC1,EF∥BC,即EF∥B1C1.
∵DF⊄平面AB1C1,AC1⊂平面AB1C1.
∴DF∥平面AB1C1.
同理EF∥平面AB1C1.
而DF∩EF=F,∴平面EFD∥平面AB1C1.
∴DE∥平面AB1C1.
(3)设AC1∩A1C=O,由(1)可知:A1O⊥平面AB1C1,
∴A1O即为点A1到平面AB1C1.的距离.
而A1O=
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∴点A1到平面AB1C1.的距离为
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