如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E、P分别BC、A1D1的中点,M、N分别是AE

如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E、P分别BC、A1D1的中点,M、N分别是AE、CD1的中点,AD=AA1=1,AB=2.

(1)求证:MN∥面ADD1A1

(2)求MN与平面ABCD所成角的正切值;

(3)求三棱锥P﹣DEN的体积.

答案

考点

直线与平面所成的角;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定.

专题

空间位置关系与距离.

分析:

(1)利用三角形中位线的性质,证明线面平行,从而可得面面平行,即可证明MN∥面ADD1A1

(2)确定MN与平面ABCD所成角,再利用三角函数,即可求得角的正切值;

(3)利用转换底面方法,即可求三棱锥P﹣DEN的体积.

解答:

(1)证明:取CD的中点K,连结MK、NK

∵M、N、K分别为AK、CD1、CD的中点

∴MK∥AD,NK∥DD1

∴MK∥面ADD1A1,NK∥面ADD1A1

∴面MNK∥面ADD1A1∴MN∥面ADD1A1…(4分)

(2)解:由(1)知∠NMK是直线MN与平面ABCD所成的角…(5分)

…(8分)

(3)

作DQ⊥CD1交CD1于Q,由A1D1⊥面CDD1C1得,A1C1⊥DQ

∴DQ⊥面BCD1A1

∴在Rt△CDD1中,

…(14分)

点评:

本题考查线面平行的判定与性质,考查面面平行,考查线面角,考查三棱锥体积的计算,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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