| 8.6.2 直线与平面垂直 题目答案及解析

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

在棱长为$2$的正方体$ABCD-A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$中,$E$为棱$BC$的中点,点$P$在正方体的表面上运动,且满足$B_{1}P\perp D_{1}E$,则点$P$的运动轨迹的周长是                 

[["$3\\sqrt{2}+2\\sqrt{5}$"]]

如图,取$CC_{1}$的中点$F$,连接$B_{1}F$并延长,交直线$BC$于点$G$

连接$AG$,交$CD$于点$M$,连接$AB_{1}$$A_{1}B$$CD_{1}$$FM$$C_{1}E$

$\because $ 在正方形$BCC_{1}B_{1}$中,$E$$F$分别为$BC$$CC_{1}$中点,

$\therefore B_{1}F\perp C_{1}E$

$\because D_{1}C_{1}\perp$平面$BCC_{1}B_{1}$$B_{1}F\subset$平面$BCC_{1}B_{1}$

$\therefore D_{1}C_{1}\perp B_{1}F$

$\because D_{1}C_{1}$$C_{1}E$是平面$D_{1}C_{1}E$内的相交直线,

$\therefore B_{1}F\perp$平面$D_{1}C_{1}E$,可得$B_{1}F\perp D_{1}E$

$\because $ 正方体$ABCD-A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$中,$AB_{1}\perp$平面$A_{1}D_{1}CB$$D_{1}E\subset$平面$A_{1}D_{1}CB$

$\therefore AB_{1}\perp D_{1}E$

结合$B_{1}F$$AB_{1}$是平面$D_{1}C_{1}E$内的相交直线,可得$D_{1}E\perp$平面$AB_{1}G$

$\because $ 四边形$AB_{1}FM$是平面$AB_{1}G$与正方体相交所得截面,

$\therefore $$P$的运动轨迹是四边形$AB_{1}FM$

$\rm Rt$$\triangle $$CMF$中,$MF=\sqrt{CM^{2}+CF^{2}}=\sqrt{2}$$\rm Rt$$\triangle $$ADM$中,$AM=\sqrt{AD^{2}+DM^{2}}=\sqrt{5}$

$\rm Rt$$\triangle $$B_{1}C_{1}F$中,$B_{1}F=\sqrt{{B}_{1}{\rm {C}}_{1}^{2}+{C}_{1}F^{2}}=\sqrt{5}$

结合$AB_{1}=2\sqrt{2}$,可得四边形$AB_{1}FM$的周长为$2\sqrt{5}+3\sqrt{2}$

即点$P$的运动轨迹的周长是$3\sqrt{2}+2\sqrt{5}$

故答案为:$3\sqrt{2}+2\sqrt{5}$

| 8.6.2 直线与平面垂直题目答案及解析(完整版)

去刷题
今日推荐