Question

正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁ 中，點(diǎn)M、N分別在線段AB₁、BC₁上，且AM=BN．以下結(jié)論：
①AA₁⊥MN；
②MN∥平面A₁B₁C₁D₁；
③MN與A₁C₁異面；
④點(diǎn)B₁到面BDC₁的距離為

3

3

；
⑤若點(diǎn)M、N分別為線段AB₁、BC₁的中點(diǎn)，則由線MN與AB₁確定的平面在正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁ 上的截面為等邊三角形．
其中有可能成立的結(jié)論為 （　�。�

A．5

B．4

C．3

D．2

Answer 1

分析：①作NE⊥BC，MF⊥AB，垂足分別為E，F(xiàn)，可得四邊形MNEF是矩形，可得MN∥FE，利用AA₁⊥面AC，可得結(jié)論成立；
②由①知，MN∥面AC，面AC∥平面A₁B₁C₁D₁，故MN∥平面A₁B₁C₁D₁；
③MN∥FE，F(xiàn)E與AC所在直線相交時(shí)，MN與A₁C₁異面，；
④根據(jù)V_B1-BDC1=V_D-BB1C1，可求點(diǎn)B₁到面BDC₁的距離；
⑤截面為△AB₁N，為等腰三角形，故⑤不正確．

解答：解：①作NE⊥BC，MF⊥AB，垂足分別為E，F(xiàn)，∵AM=BN，∴NE=MF，∴四邊形MNEF是矩形，∴MN∥FE，∵AA₁⊥面AC，EF?面AC，∴AA₁⊥EF，∴AA₁⊥MN，故①正確；
②由①知，MN∥面AC，面AC∥平面A₁B₁C₁D₁，∴MN∥平面A₁B₁C₁D₁，故②正確；
③MN∥FE，F(xiàn)E與AC所在直線相交時(shí)，MN與A₁C₁異面，F(xiàn)E與AC平行時(shí)，則平行，故③可能成立；
④設(shè)正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁ 的棱長(zhǎng)為1，點(diǎn)B₁到面BDC₁的距離為h，根據(jù)V_B1-BDC1=V_D-BB1C1，可得

1

3

×

3

4

×(

2

)2×h=

1

3

×

1

2

×1×1×1，∴h=

3

3

，故④正確；
⑤點(diǎn)M、N分別為線段AB₁、BC₁的中點(diǎn)，則由線MN與AB₁確定的平面在正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁ 上的截面為△AB₁N，為等腰三角形，故⑤不正確．
綜上可知，①②③④
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查線面平行、垂直，考查點(diǎn)到面的距離的計(jì)算，考查學(xué)生分析解決問題的能力，屬于中檔題．