| 8.6.2 直线与平面垂直 题目答案及解析

稿件来源:高途

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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

$24-25$高二上$·$上海宝山$·$月考)如图,在棱长为$1$的正方体$ABCD-{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}$中,$EF$$G$分别为棱$B{{B}_{1}},D{{D}_{1}}$$C{{C}_{1}}$的中点.

$(1)$求证:${{C}_{1}}F//$平面$DEG$

$(2)$$M$为棱$CD$的中点,求证:${{D}_{1}}M\perp $平面$DEG$

[["

$(1)$证明见解析;

$(2)$证明见解析$.$

"]]

$(1)$在正方体$ABCD-{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}$中,$E$$F$$G$分别为棱$B{{B}_{1}},D{{D}_{1}}$$C{{C}_{1}}$的中点,

$DF//{{C}_{1}}G$,且$DF={{C}_{1}}G$,则四边形$DG{{C}_{1}}F$是平行四边形,${{C}_{1}}F//DG$

$DG\subset $平面$DEG,{{C}_{1}}F\not\subset $平面$DEG$

$\therefore {{C}_{1}}F//$平面$DEG.$

$(2)$在正方体$ABCD-{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}$中,$BC\perp $平面$CD{{D}_{1}}{{C}_{1}}$${{D}_{1}}M\subset $$CD{{D}_{1}}{{C}_{1}}$,则$BC\perp {{D}_{1}}M$

$E,G$是正方形$BC{{C}_{1}}{{B}_{1}}$$B{{B}_{1}},C{{C}_{1}}$的中点,得$BC//EG$,则${{D}_{1}}M\perp EG$

$M$为棱$CD$的中点,在正方形$CD{{D}_{1}}{{C}_{1}}$中,$\tan \angle D{{D}_{1}}M=\dfrac{DM}{D{{D}_{1}}}=\dfrac{1}{2}=\dfrac{CG}{CD}=\tan \angle CDG$

$\angle D{{D}_{1}}M=\angle CDG$,即$\angle {{D}_{1}}MD+\angle CDG=\angle {{D}_{1}}MD+\angle D{{D}_{1}}M=\dfrac{\pi}{2}$,则${{D}_{1}}M\perp DG$

$EG\cap DG=G,EG,DG\subset $平面$DEG$

$\therefore {{D}_{1}}M\perp $平面$DEG.$

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