在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=2,点M是BC的中点,点N是AA1的中点.

5个回答

  • 解题思路:(1)证法1:过MN构造一个平面,使其平行于平面A1CD,则可得MN∥平面A1CD;

    证法2:根据直线与平面平行的判定定理可知,只要在平面A1CD里面找到一条直线与MN平行即可,因为M、N均为中点,所以构造平行线的时候可以考虑一下构造“中位线”.

    (2)首先要作出这个截面,然后通过观察可知,截面将此长方体分成了一个三棱柱与一个四棱柱,接着求出各自的体积,再求出比值即可;或者进一步观察也能发现,这个三棱柱与四棱柱是等高的(因为在长方体中),所以我们其实只要求出它们的底面积的比值就可以了.

    (1)证法1:设点P(2)为AD(3)的中点,连接MP,NP(4).

    ∵点M是BC的中点,

    ∴MP∥CD.

    ∵CD⊂平面A1CD,MP⊄平面A1CD,

    ∴MP∥平面A1CD.(2分)

    ∵点N是AA1的中点,

    ∴NP∥A1D.

    ∵A1D⊂平面A1CD,NP⊄平面A1CD,

    ∴NP∥平面A1CD.(4分)

    ∵MP∩NP=P,MP⊂平面MNP,NP⊂平面MNP,

    ∴平面MNP∥平面A1CD.

    ∵MN⊂平面MNP,

    ∴MN∥平面A1CD.(6分)

    证法2:连接AM并延长AM与DC的延长线交于点P,连接A1P,

    ∵点M是BC的中点,

    ∴BM=MC.

    ∵∠BMA=∠CMP,∠MBA=∠MCP=90°,

    ∴RtMBA≌RtMCP.(2分)

    ∴AM=MP.

    ∵点N是AA1的中点,

    ∴MN∥A1P.(4分)

    ∵A1P⊂平面A1CD,MN⊄平面A1CD,

    ∴MN∥平面A1CD.(6分)

    (2) 取BB1的中点Q,连接NQ,CQ,

    ∵点N是AA1的中点,

    ∴NQ∥AB.

    ∵AB∥CD,

    ∴NQ∥CD.

    ∴过N,C,D三点的平面NQCD把长方体ABCD-A1B1C1D1截成两部分几何体,

    其中一部分几何体为直三棱柱QBC-NAD,另一部分几何体为直四棱柱B1QCC1-A1NDD1.(8分)

    ∴S△QBC=

    1

    2•QB•BC=

    1

    2×1×1=

    1

    2,

    ∴直三棱柱QBC-NAD的体积V1=S△QBC•AB=

    1

    2,(10分)

    ∵长方体ABCD-A1B1C1D1的体积V=1×1×2=2,

    ∴直四棱柱B1QCC1-A1NDD1体积V2=V-V1=

    3

    2.(12分)

    V1

    V2=

    1

    2

    3

    2=[1/3].

    ∴所截成的两部分几何体的体积的比值为[1/3].(14分)

    (说明:

    V2

    V 1=3也给分)

    点评:

    本题考点: 直线与平面平行的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积.

    考点点评: 本小题主要考查空间线面关系、几何体的体积等知识,考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,以及空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力