(2014?北京二模)在如图所示的棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,作与平面ACD1平行的截面,则截得的三角

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-12
在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为A1D1和CC的中点,求证EF平行平面ACD1

过点F作FG||CD1,连接EG,A1C1
∵FG||CD1 CD1属于平面ACD1
∴FG||平面ACD1
∵F是C1C的中点,FG||CD1
∴FG在△CC1D1在中位线
∴G是C1D1的中点
∵E是A1D1的中点
∴EG是△AC1D1在中位线
∴EG||A1C1
∵A1C1||AC
∴EG||AC
∵AC属于平面ACD1
∴EG||平面ACD1
∵EG与FG都属于平面EFG且是相交于点G
∴平面EFG||平面ACD1
∵EF属于平面EFG
∴EF||平面ACD1

解答:解:如图分别以DA、DC、DD1所在的直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系D-xyz,由已知得D(0,0,0)、A(2,0,0)、B(2,2,0)、C(0,2,0)、B1(2,2,2)、D1(0,0,2)、E(1,0,2)、F(0,2,1).(I)取AD1中点G,则G(1,0,1),CG=(1,-2,1),又 EF=(-1,2,-1),由 EF=?CG,∴EF与 CG共线.从而EF∥CG,∵CG?平面ACD1,EF?平面ACD1,∴EF∥平面ACD1.(6分)(II)∵AB=(0,2,0)∴cos<EF,AB> =AB?EF|AB|| EF|=426=63(III)假设满足条件的点P存在,可设点P(2,2,t),(0<t≤2),AP=(0,2,t),AC=(-2,2,0)平面ACP的一个法向量为n=(x,y,z)则n?AP=0<div style="background-image: url(http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6d81800a19d8bc3e244a267c818ba61ea9d345c1.jpg); background-attachment: initial; background-origin: initial; background-clip: initial; background-color: initial; height: 5px; float: left; overflow-x: hidden; overflow-y: hidden; width: 1px; background-position: initial initial; background-repeat: repeat no-re

解:截得的三角形中面积最大以正方体的表面正方形的对角线所构成的等边三角形,如图中的△ACD1
∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,
∴AC=CD1=AD1=2


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