如图所示,在棱长为a的正方体ABCD—A1B1C1D1中,M、N分别是B1C1和C1D1的

如图所示,在棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中,MN分别是B1C1C1D1的中点.

(1)求证:B1D1∥平面CMN;

(2)求点B1到平面CMN的距离.

答案

解法一:(1)证明:∵MNB1C1C1D1的中点,∴MNB1D1.

MN平面CMN,∴B1D1∥面CMN.

(2)连结B1NBM.

B1CMN的距离为d.

CC1⊥面B1MN,

∴VB1—CMN=VCB1MN .

SCMN·d=SB1MN·CC1.

MN B1D1,

SB1MN =SB1C1D1=a2.

CC1C1M,∴CM=a.

同理,CN=a,MN=a,连结CO1.

∵O1MN中点,∴CO1MN.

CO1=a.

SCMN=CO1·MN=a2.

a2·a=a2·d.∴d=.

解法二:(1)证明:以D为原点,建立空间直角坐标系.

D1(0,0,a),B1(a,a,a),C1(0,a,a).

MB1C1中点,∴M,a,a).

同理,N(0,,a).

=(-,-,0), =(a,a,0).

=-.

共线.

B1D1∥面CMN.

(2)作B1在面CMN上的射影E,设Ex,y,z).

B1E⊥面MNC.

=(x-a,y-a,z-a).

B1EMN,B1ECM.

=(-,-,0), =(,0,a),

ECO1上,∴.

∵O1a,a,a),

=(a, a,a).

∴y=a.∴||=.

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