稿件来源:高途
| 8.6.2 直线与平面垂直题目答案及解析如下,仅供参考!
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,正方体$ABCD-A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$棱长为$1$,$P$是$A_{1}D$上的一个动点,下列结论中正确的是$(\qquad)$.
$BP$的最小值为$\\dfrac{\\sqrt{6}}{2}$
","当$P$在$A_{1}D$上运动时,都有$C_{1}P\\perp BD_{1}$
","当$P$在直线$A_{1}D$上运动时,三棱锥$A-B_{1}PC$的体积不变
","$PA+PC$的最小值为$\\sqrt{2-\\sqrt{2}}$
"]对于$\rm A$,连接$A_{1}B$,$BD$,在正方体$ABCD-A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$中,${A}_{1}B=BD={A}_{1}D=\sqrt{2}$,
故$BP$的最小值为正三角形$A_{1}BD$的边$A_{1}D$上的高,即$\sqrt{2}\times \dfrac{\sqrt{3}}{2}=\dfrac{\sqrt{6}}{2}$,$\rm A$正确;
对于$\rm B$,连接$A_{1}C_{1}$,$B_{1}D_{1}$,$DC_{1}$,
由于$BB_{1}\perp$平面$A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$,$A_{1}C_{1}\subset$平面$A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$,故$BB_{1}\perp A_{1}C_{1}$,
而$B_{1}D_{1}\perp A_{1}C_{1}$,$BB_{1}\cap B_{1}D_{1}=B_{1}$,$BB_{1}$,$B_{1}D_{1}\subset$平面$BB_{1}D_{1}$,
故$A_{1}C_{1}\perp$平面$BB_{1}D_{1}$,$BD_{1}\subset$平面$BB_{1}D_{1}$,故$A_{1}C_{1}\perp BD_{1}$;
同理可证$A_{1}D\perp BD_{1}$,$A_{1}D\cap A_{1}C_{1}=A_{1}$,$A_{1}D$,$A_{1}C_{1}\subset$平面$A_{1}DC_{1}$,
故$BD_{1}\perp$平面$A_{1}DC_{1}$,$C_{1}P\subset$平面$A_{1}DC_{1}$,故$BD_{1}\perp C_{1}P$,即$C_{1}P\perp BD_{1}$,$\rm B$正确;
对于$\rm C$,连接$AB_{1}$,$B_{1}C$,$AC$,
$\because A_{1}B_{1}//DC$,$A_{1}B_{1}=DC$,
故四边形$A_{1}B_{1}CD$为平行四边形,则$A_{1}D//B_{1}C$,$B_{1}C\subset$平面$AB_{1}C$,$A_{1}D\not\subset$平面$AB_{1}C$,
故$A_{1}D//$平面$AB_{1}C$,$P$点在直线$A_{1}D$上运动,即$P$到平面$AB_{1}C$的距离为定值,
而$\triangle $$AB_{1}C$为边长为$\sqrt{2}$的正三角形,其面积为定值,
故三棱锥$P-AB_{1}C$的体积为定值,由于${V}_{A-{B_1}PC}={V}_{P-A{B_1}C}$,
故三棱锥$A-PB_{1}C$的体积为定值,$\rm C$正确;
对于$\rm D$,将平面$DCB_{1}A_{1}$沿着$A_{1}D$翻折到平面$AA_{1}D$上,连接$AC$,
与$A_{1}D$交于点$P$,则$AC$即为$PA+PC$的最小值;
在$\triangle ADC$中,$\angle ADC=135^\circ$,$AC=\sqrt{AD^{2}+CD^{2}-2AD\cdot CD\cos 135^\circ }=\sqrt{2+\sqrt{2}}$,
即$PA+PC$的最小值为$\sqrt{2+\sqrt{2}}$,$\rm D$错误.
故选:$\rm ABC$
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