Question

如圖，在長(zhǎng)方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中，E、P分別BC、A₁D₁的中點(diǎn)，M、N分別是AE、CD₁的中點(diǎn)，AD=AA₁=1，AB=2．
（1）求證：MN∥面ADD₁A₁；
（2）求MN與平面ABCD所成角的正切值；
（3）求三棱錐P-DEN的體積．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用三角形中位線的性質(zhì)，證明線面平行，從而可得面面平行，即可證明MN∥面ADD₁A₁；
（2）確定MN與平面ABCD所成角，再利用三角函數(shù)，即可求得角的正切值；
（3）利用轉(zhuǎn)換底面方法，即可求三棱錐P-DEN的體積．
解答：（1）證明：取CD的中點(diǎn)K，連結(jié)MK、NK
∵M(jìn)、N、K分別為AK、CD₁、CD的中點(diǎn)
∴MK∥AD，NK∥DD₁
∴MK∥面ADD₁A₁，NK∥面ADD₁A₁
∴面MNK∥面ADD₁A₁
∴MN∥面ADD₁A₁…（4分）
（2）解：由（1）知∠NMK是直線MN與平面ABCD所成的角…（5分）
∵，
∴…（8分）
（3）
作DQ⊥CD₁交CD₁于Q，由A₁D₁⊥面CDD₁C₁得，A₁C₁⊥DQ
∴DQ⊥面BCD₁A₁
∴在Rt△CDD₁中，
∴…（14分）
點(diǎn)評(píng)：本題考查線面平行的判定與性質(zhì)，考查面面平行，考查線面角，考查三棱錐體積的計(jì)算，考查學(xué)生分析解決問題的能力，屬于中檔題．