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平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,求证:CD1所在的直线与BC1所在的直线是异面直线.
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答案和解析
证明:用反证法,
假设CD11所在的直线与BC11所在的直线不是异面直线.
设直线CD11与BC11共面α.
∵C,D11∈CD11,B,C11∈BC11,∴C,D11,B,C11∈α.
∵CC11∥BB11,∴CC11,BB11确定平面BB11C11C,
∴C,B,C11∈平面BB11C11C.
∵不共线的三点C,B,C11只有一个平面,
∴平面α与平面BB11C11C重合.
∴D11∈平面BB11C11C,矛盾.
因此,假设错误,即CD11所在的直线与BC11所在的直线是异面直线.

假设CD11所在的直线与BC11所在的直线不是异面直线.
设直线CD11与BC11共面α.
∵C,D11∈CD11,B,C11∈BC11,∴C,D11,B,C11∈α.
∵CC11∥BB11,∴CC11,BB11确定平面BB11C11C,
∴C,B,C11∈平面BB11C11C.
∵不共线的三点C,B,C11只有一个平面,
∴平面α与平面BB11C11C重合.
∴D11∈平面BB11C11C,矛盾.
因此,假设错误,即CD11所在的直线与BC11所在的直线是异面直线.
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