在BC上取一点E,使,
MN//PE,MN//平面PBC。
例2(1)直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,
∴ AC⊥BC,且BC1在平面ABC内的射影为BC,∴ AC⊥BC1;
(2)解法1 设CB1与C1B的交点为E,连结DE,
∵ D是AB的中点,E是BC1的中点,∴ DE//AC1,∵ DE平面CDB1,AC1平面CDB1,∴ AC1//平面CDB1;
解法2 取A1B1中点M,连结C1M,AM、
DM,易证四边形ADB1M,CDMC1是平
行四边形,得到AM//DB1,C1M//CD,从而得到AM//平面CDB1,C1M//平面CDB1
(3)∠DEC为所求的异面直线所成的角。其余弦值为.
例3:解法一:(1)取A1B1中点M,连结AM、MC1,设MC1与B1D1相交于点E'。∵,∴B1E=2 E′D1,又∵D1E=2EB1,∴E′与E重合,∴M、E、C1共线,且。同理,M、F、A三点共线,
且。∴,∴EF∥AC1,
(2)连结A1C1,
∵EF是两异面直线B1D1、A1B1的公垂线段,∴EF⊥B1D1,EF⊥A1B。前面已证EF∥AC1,∴AC1⊥B1D1。
又∵AA1⊥平面A1B1C1D1,∴A1C1⊥B1D1,∴A1B1C1D1为正方形,同理,A1B1BA为正方形。∴A1B1=A1A。 ∴该长方体为正方体。
解法二:(1)如图,以D为原点,DA、DC、DD1所在直线为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系。设DA=a,DC=b,DD1=c,则E(),F(),,