【題目】已知長方體ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD為正方形,AB=4,AA1=2,點(diǎn)E1在棱C1D1上,且D1E1=3。

(I)在棱CD上確定一點(diǎn)E,使得直線EE1∥平面D1DB,并寫出證明過程;

(II)求證:平面A1ACC1⊥平面D1DB;

(III)若動(dòng)點(diǎn)F在正方形ABCD內(nèi),且AF=2,請說明點(diǎn)F的軌跡,試求E1F長度的最小值。

【答案】(1)DE=3,見解析(2)見解析(3)

【解析】

試題(1)在DC上取點(diǎn)E,使DE=3,根據(jù)平幾知識(shí)可得DEE1D1為平行四邊形,即得EE1DD1.再根據(jù)線面平行判定定理得結(jié)論,(2)先根據(jù)長方體性質(zhì)得AA1DB.再結(jié)合正方形性質(zhì)得ACDB,根據(jù)線面垂直判定定理得DB⊥平面A1ACC1.,最后根據(jù)面面垂直判定定理得結(jié)論,(3)由圓的定義可得點(diǎn)F的軌跡,注意軌跡范圍,根據(jù)勾股定理得E1F取最小值時(shí)EF取最小值.再根據(jù)圓的性質(zhì)求最值.

試題解析:證明:(I)在DC上取點(diǎn)E,使DE=3,此時(shí)直線EE1∥平面D1DB.

證明如下:在長方體ABCD-A1B1C1D1中,DED1E1,且DE=D1E1,

所以四邊形DEE1D1為平行四邊形.

所以EE1DD1.

DD1平面D1DB,EE1平面D1DB,

所以直線EE1∥平面D1DB.

Ⅱ)在正方形ABCD中,ACDB,

AA1⊥底面ABCD,DB底面ABCD,

所以AA1DB.

AA1AC=A,

所以DB⊥平面A1ACC1.

DB平面D1DB,

所以平面A1ACC1⊥平面D1DB.

(III)因?yàn)閯?dòng)點(diǎn)F在正方形內(nèi),且AF=2,

所以點(diǎn)F的軌跡為以A為圓心,2為半徑,在正方形ABCD內(nèi)的個(gè)圓周。

由題意知,直線EE1⊥平面ABCD,所以EE1EF,故E1F取最小值,即EF取最小值.

所以當(dāng)A,F(xiàn),E三點(diǎn)共線時(shí),EF長度最小,即E1F長度最小,

此時(shí)AE=,

E1F=.

所以E1F的最小值為.

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銷售量(件)

10

11

12

13

14

15

16

周數(shù)

2

4

8

13

13

8

4

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