在直四棱柱ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,DB=BC,DB⊥AC,点M是棱BB 1 上一点.

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  • 解题思路:(1)由直四棱柱概念,得BB 1 //DD 1 ,

    得到四边形BB 1 D 1 D是平行四边形,从而B 1 D 1 ∥BD,由直线与平面平行的判定定理即得证.

    (2)注意到BB 1 ⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,推出BB 1 ⊥AC.

    又BD⊥AC,即得AC⊥平面BB 1 D 1 D.而MD⊂平面BB 1 D 1 D,故得证.

    (3)分析预见当点M为棱BB 1 的中点时,符合题意.此时取DC的中点N,D 1 C 1 的中点N 1 ,连接NN 1 交DC 1 于O,连接OM,证得BN⊥DC.又DC是平面ABCD与平面DCC 1 D 1 的交线,而平面ABCD⊥平面DCC 1 D 1 ,推出BN⊥平面DCC 1 D 1 .又可证得,O是NN 1 的中点,由四边形BMON是平行四边形,得出OM⊥平面CC 1 D 1 D,得证.

    试题解析:(1)由直四棱柱概念,得BB 1 //DD 1 ,

    ∴四边形BB 1 D 1 D是平行四边形,∴B 1 D 1 ∥BD.

    而BD⊂平面A 1 BD,B 1 D 1 ⊄平面A 1 BD,∴B 1 D 1 ∥平面A 1 BD.

    (2)∵BB 1 ⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,∴BB 1 ⊥AC.

    又∵BD⊥AC,且BD∩BB 1 =B,∴AC⊥平面BB 1 D 1 D.

    而MD⊂平面BB 1 D 1 D,∴MD⊥AC.

    (3)当点M为棱BB 1 的中点时,取DC的中点N,D 1 C 1 的中点N 1 ,连接NN 1 交DC 1 于O,连接OM,如图所示.

    ∵N是DC的中点,BD=BC,∴BN⊥DC.又∵DC是平面ABCD与平面DCC 1 D 1 的交线,而平面ABCD⊥平面DCC 1 D 1 ,∴BN⊥平面DCC 1 D 1 .

    又可证得,O是NN 1 的中点,∴BM∥ON且BM=ON,即四边形BMON是平行四边形,∴BN∥OM,∴OM⊥平面CC 1 D 1 D,因为OM⊂面DMC 1 ,所以平面DMC 1 ⊥平面CC 1 D 1 D.

    (1)见解析. (2)见解析.(3)当点M为棱BB 1的中点时,平面DMC 1⊥平面CC 1D 1D.

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