如图,已知长方体ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD为正方形,E为线段AD1的中点,F为线段BD1的中点.(1)求证:EF

2025-05-18 05:16:25
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回答1:

(1)∵E为线段AD1的中点,F为线段BD1的中点,
∴EF∥AB,
∵EF?平面ABCD,AB?平面ABCD,
∴EF∥面ABCD.
(2)当

D1D
AD
2
时,DF⊥平面D1MB.
证明如下:连接AC,BD.
设AC与BD交于点O、连接OF,FM.在长方体中,
∵O是BD的中点,
∴OF∥DD1且OF=
1
2
DD1、而CM∥DD1且CM=
1
2
DD1
∴OF∥CM且OF=CM,
∴四边形OCMF是平行四边形.
∴FM∥OC.
∵DD1⊥平面ABCD,
∴D1D⊥OC,而OC⊥BD,
∴OC⊥平面BB1D1D,
∴OC⊥DF,
∴FM⊥DF.
D1D=
2
AD

∴D1D=BD.
∵F为BD1的中点,
∴DF⊥BD1
∵FM∩BD1=F,
∴DF⊥平面BD1M.

回答2:

(1)证明:在平面AD1B中,E为AD1的中点,F为BD1的中点
所以ED为△AD1B的中位线
所以ED‖AB
又因为AB在平面ABCD上
所以EF‖平面ABCD

(2)D1D比AD为√2比1
取AA1中点G连结DG,MG,DM
长方体ABCD-A1B1C1D1中,ABCD为正方形,所以AD=CD
CC1⊥CD,AA1⊥AD,所以∠MCD=∠GAD=90°
M,G分别为CC1,AA1的中点,所以CM=AG
所以△MCD≌△GAD,所以MD=GD
在△MDG中,MD=GD 所以△MDG为等腰三角形
F在MG上且为MG中点 所以DF⊥MG
设D1D=DB,则△DD1B中,为 D1B中点DF⊥D1B
∵MG,D1B相交组成平面D1MBG,DF⊥D1B(已证),DF⊥MG(已证)
∴DF⊥平面D1MB
∴当D1D=DB时 DF⊥平面D1MB
DB为正方形ABCD的一条对角线,△ABD为等腰直角三角形DB:AD=√2:1
∵D1D=DB∴D1D比AD为√2比1