证明:(1)连结B1C,ME,∵M,E分别是BB1,BC的中点, ∴ME∥B1C,又N为A1D的中点,∴NDA1D,
由题设知A1B1DC,∴B1CA1D,∴MEND,
∴四边形MNDE是平行四边形,
MN∥ED,
又MN?平面C1DE,∴MN∥平面C1DE. 解:(2)过C作C1E的垂线,垂足为H, 由已知可得DE⊥BC,DE⊥C1C, ∴DE⊥平面C1CE,故DE⊥CH,
∴CH⊥平面C1DE,故CH的长即为C到时平面C1DE的距离, 由已知可得CE=1,CC1=4, ∴C1E,故CH,
∴点C到平面C1DE的距离为
.
解法二:
证明:(1)∵直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的底面是菱形,
AA1=4,AB=2,∠BAD=60°,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.
∴DD1⊥平面ABCD,DE⊥AD,
以D为原点,DA为x轴,DE为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,
M(1,,2),N(1,0,2),D(0,0,0),E(0,
,0),
(﹣1,
),
,0),C1(﹣1,
),
,4),
(0,(0,
设平面C1DE的法向量则
(x,y,z),
,
取z=1,得∵
?
(4,0,1),
0,MN?平面C1DE,
∴MN∥平面C1DE.
解:(2)C(﹣1,,0),(﹣1,,0),
平面C1DE的法向量
(4,0,1),
∴点C到平面C1DE的距离:
d.
5.【2019年北京文科18】如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为菱形,E为CD的中点.
(Ⅰ)求证:BD⊥平面PAC;
(Ⅱ)若∠ABC=60°,求证:平面PAB⊥平面PAE;
(Ⅲ)棱PB上是否存在点F,使得CF∥平面PAE?说明理由.
【解答】证明:(Ⅰ)∵四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为菱形, ∴BD⊥PA,BD⊥AC,
∵PA∩AC=A,∴BD⊥平面PAC.
(Ⅱ)∵在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为菱形,
E为CD的中点,∠ABC=60°,
∴AB⊥AE,PA⊥AE,
∵PA∩AB=A,∴AE⊥平面PAB, ∵AE?平面PAE,∴平面PAB⊥平面PAE.
解:(Ⅲ)棱PB上是存在中点F,使得CF∥平面PAE. 理由如下:取AB中点G,连结GF,CG,
∵在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为菱形,E为CD的中点, ∴CG∥AE,FG∥PA, ∵CG∩FG=G,AE∩PA=A, ∴平面CFG∥平面PAE,
∵CF?平面CFG,∴CF∥平面PAE.
6.【2018年新课标2文科19】如图,在三棱锥P﹣ABC中,AB=BC=2为AC的中点.
(1)证明:PO⊥平面ABC;
(2)若点M在棱BC上,且MC=2MB,求点C到平面POM的距离.
,PA=PB=PC=AC=4,O
【解答】(1)证明:∵AB=BC=2,AC=4,∴AB2+BC2=AC2,即△ABC是直角三角形,
又O为AC的中点,∴OA=OB=OC,
∵PA=PB=PC,∴△POA≌△POB≌△POC,∴∠POA=∠POB=∠POC=90°, ∴PO⊥AC,PO⊥OB,OB∩AC=0,∴PO⊥平面ABC; (2)解:由(1)得PO⊥平面ABC,PO在△COM中,OM.
,
,
S△COM.
设点C到平面POM的距离为d.由VP﹣OMC=VC﹣POM?,
解得d,
∴点C到平面POM的距离为.
7.【2018年新课标1文科18】如图,在平行四边形ABCM中,AB=AC=3,∠ACM=90°,以AC为折痕将△ACM折起,使点M到达点D的位置,且AB⊥DA. (1)证明:平面ACD⊥平面ABC;
(2)Q为线段AD上一点,P为线段BC上一点,且BP=DQDA,求三棱锥Q﹣ABP的体积.