如图,在直三棱柱 $ABC-A_1B_1C_1$ 中,$D$,$E$ 分别为 $AB$,$BC$ 的中点,点 $F$ 在侧棱 $B_1B$ 上,且 $B_1D \perp A_1F$,$A_1C_1\perp A_1B_1$.
【难度】
【出处】
2016年高考江苏卷
【标注】
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间几何体
    >
    多面体
    >
    棱柱
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间位置关系
    >
    空间的平行关系
    >
    线面平行
  • 题型
    >
    立体几何
  • 知识点
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    立体几何
    >
    空间位置关系
    >
    空间的垂直关系
    >
    线面垂直
  • 知识点
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    立体几何
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    空间位置关系
    >
    空间的垂直关系
    >
    面面垂直
  • 题型
    >
    立体几何
  1. 求证:直线 $DE \parallel 平面 A_1C_1F$;
    标注
    • 知识点
      >
      立体几何
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      空间几何体
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      多面体
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      棱柱
    • 知识点
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      立体几何
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      空间位置关系
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      空间的平行关系
      >
      线面平行
    • 题型
      >
      立体几何
    答案
    解析
    因为 $D$,$E$ 为 $AB$,$BC$ 的中点,所以 $DE$ 为 $\triangle ABC$ 的中位线,所以 $ DE \parallel AC$.
    又因为 $ ABC-{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}$ 为棱柱,所以 $ AC \parallel {{A}_{1}}{{C}_{1}}$,所以 $ DE \parallel {{A}_{1}}{{C}_{1}}$.
    又因为 ${{A}_{1}}{{C}_{1}}\subset 平面 {{A}_{1}}{{C}_{1}}F$,且 $DE\not\subset 平面 {{A}_{1}}{{C}_{1}}F$,
    所以 $DE\parallel 平面 {{A}_{1}}{{C}_{1}}F$.
  2. 求证:$ 平面 B_1DE \perp 平面 A_1C_1F$.
    标注
    • 知识点
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      立体几何
      >
      空间位置关系
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      空间的垂直关系
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      线面垂直
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      立体几何
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      空间位置关系
      >
      空间的垂直关系
      >
      面面垂直
    • 题型
      >
      立体几何
    答案
    解析
    因为 $ ABC-{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}$ 为直棱柱,
    所以 $A{{A}_{1}}\perp 平面 {{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}$,
    所以 $A{{A}_{1}}\perp {{A}_{1}}{{C}_{1}}$.
    又因为 $ {{A}_{1}}{{C}_{1}}\perp {{A}_{1}}{{B}_{1}}$ 且 $A{{A}_{1}}\cap {{A}_{1}}{{B}_{1}}={{A}_{1}}$,$A{{A}_{1}},{{A}_{1}}{{B}_{1}}\subset 平面 A{{A}_{1}}{{B}_{1}}B$,
    所以 ${{A}_{1}}{{C}_{1}}\perp 平面 A{{A}_{1}}{{B}_{1}}B$,
    所以 $ DE\perp 平面 A{{A}_{1}}{{B}_{1}}B$.
    又因为 ${{A}_{1}}F\subset 平面 A{{A}_{1}}{{B}_{1}}B$,
    所以 $DE\perp {{A}_{1}}F$.
    又因为 ${{A}_{1}}F\perp {{B}_{1}}D$,$DE\cap {{B}_{1}}D=D$,且 $DE,{{B}_{1}}D\subset 平面 {{B}_{1}}DE$,
    所以 ${{A}_{1}}F\perp 平面 {{B}_{1}}DE$.
    又因为 ${{A}_{1}}F\subset 平面 {{A}_{1}}{{C}_{1}}F$,
    所以平面 ${{B}_{1}}DE\perp 平面 {{A}_{1}}{{C}_{1}}F$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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