| 8.6.2 直线与平面垂直 题目答案及解析

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必修二

第八章 立体几何初步

8.6 空间直线、平面的垂直

8.6.2 直线与平面垂直

如图,在三棱柱$ABC-{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}$中,$M$$N$分别为棱$BC$$B_{1}C_{1}$的中点$.$

  

$(1)$求证$:$ $AM$∥平面${{A}_{1}}CN$

$(2)$若平面$ABC\perp $平面$A A_1 B_1 B$$AB=AC$${{A}_{1}}A={{A}_{1}}B$,点$E$满足$\overrightarrow{C E}=\lambda \overrightarrow{E B}$,且${{A}_{1}}E\perp {{B}_{1}}{{C}_{1}}$,求实数$\lambda $的值$.$

[["

$(1)$证明见解析

$(2)3$

"]]

$(1)$连接$MN$

$\because M$$N$分别为棱$BC$$B_{1}C_{1}$的中点,

$\therefore BM=\dfrac{1}{2}BC,{{B}_{1}}N=\dfrac{1}{2}{{B}_{1}}{{C}_{1}}$

$\because BC$$B_{1}C_{1}$$BC={{B}_{1}}{{C}_{1}}$

$\therefore BM$${{B}_{1}}N$$BM={{B}_{1}}N$

$\therefore $ 四边形$B{{B}_{1}}NM$为平行四边形,

$\therefore MN$${{B}_{1}}B$$MN={{B}_{1}}B$,又${{A}_{1}}A$${{B}_{1}}B$${{A}_{1}}A={{B}_{1}}B$

$\therefore {{A}_{1}}A$$MN$${{A}_{1}}A=MN$

$\therefore $ 四边形${{A}_{1}}AMN$为平行四边形,

$\therefore {{A}_{1}}N$$AM$,又$\because {{A}_{1}}N\subset $平面${{A}_{1}}CN$$AM\not\subset$平面${{A}_{1}}CN$

$\therefore AM$∥平面${{A}_{1}}CN$$.$

$(2)$解:取$AB$的中点$O$,连接${{A}_{1}}O$

$\because {{A}_{1}}A={{A}_{1}}B$

$\therefore {{A}_{1}}O\perp AB$

$\because $ 平面$ABC\perp $平面$A A_1 B_1 B$,平面$ABC\cap $平面$A{{A}_{1}}{{B}_{1}}B=AB$${{A}_{1}}O\subset $平面$A A_1 B_1 B$

$\therefore {{A}_{1}}O\perp $平面$AB$  $C$.

$\because BC\subset $平面$ABC$

$\therefore {{A}_{1}}O\perp BC$$.$

连接$OE$

$\because B_{1}C_{1}$$BC$${{A}_{1}}E\perp {{B}_{1}}{{C}_{1}}$

$\therefore {{A}_{1}}E\perp BC$$.$

${{A}_{1}}O\cap {{A}_{1}}E={{A}_{1}}$${{A}_{1}}O,{{A}_{1}}E\subset $平面${{A}_{1}}OE$

$\therefore BC\perp $平面${{A}_{1}}OE$$.$

$\because OE\subset $平面${{A}_{1}}OE$

$\therefore BC\perp OE$$.$

$\because AB=AC$

$\therefore AM\perp BC$

$\therefore OE$$AM$

$\therefore E$$MB$的中点,即$\overrightarrow{CE}=3\overrightarrow{EB}$

$\therefore \lambda =3$$.$

  

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