16.(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱 $\mathrm{ABC}-\mathrm{A}_{1} \mathrm{~B}_{1} \mathrm{C}_{1}$ 中,已知 $\mathrm{AC} \perp \mathrm{BC}, \mathrm{BC}=\mathrm{CC}_{1}$ ,设 $\mathrm{AB}_{1}$ 的中点为 $\mathrm{D}, \mathrm{B}_{1} \mathrm{C} \cap \mathrm{BC}_{1}=\mathrm{E}$ .
求证:
① $\mathrm{DE} \|$ 平面 $\mathrm{AA}_{1} \mathrm{C}_{1} \mathrm{C}$ ;
(2) $\mathrm{BC}_{1} \perp \mathrm{AB}_{1}$ .
(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱 ABC -…——2015 高考数学第 16 题答案解析
2015_江苏卷 (2015)
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【解答】
(14分)
考点 直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.
## :
专题 证明题;空间位置关系与距离.
## :
分析(1)根据中位线定理得 $\mathrm{DE} \| \mathrm{AC}$ ,即证 $\mathrm{DE} \|$ 平面 $\mathrm{AA}_{1} \mathrm{C}_{1} \mathrm{C}$ ;
:(2)先由直三棱柱得出 $\mathrm{CC}_{1} \perp$ 平面 ABC ,即证 $\mathrm{AC} \perp \mathrm{CC}_{1}$ ;再证明 $\mathrm{AC} \perp$ 平面 $\mathrm{BCC}_{1} \mathrm{~B}_{1}$ ,即证 $\mathrm{BC}_{1} \perp \mathrm{AC}$ ;最后证明 $\mathrm{BC}_{1} \perp$ 平面 $\mathrm{B}_{1} \mathrm{AC}$ ,即可证出 $\mathrm{BC}_{1} \perp \mathrm{AB}_{1}$ .
解答 证明:①根据题意,得;
: E 为 $\mathrm{B}_{1} \mathrm{C}$ 的中点, D 为 $\mathrm{AB}_{1}$ 的中点,所以 $\mathrm{DE} \| \mathrm{AC}$ ;
又因为 $\mathrm{DE} \not \subset$ 平面 $\mathrm{AA}_{1} \mathrm{C}_{1} \mathrm{C}, \mathrm{ACC}$ 平面 $\mathrm{AA}_{1} \mathrm{C}_{1} \mathrm{C}$ ,
所以 $\mathrm{DE} \|$ 平面 $\mathrm{AA}_{1} \mathrm{C}_{1} \mathrm{C}$ ;
(2)因为棱柱 $A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$ 是直三棱柱,
所以 $\mathrm{CC}_{1} \perp$ 平面 ABC ,
因为 $\mathrm{ACC} \subset$ 平面 ABC ,
所以 $\mathrm{AC} \perp \mathrm{CC}_{1}$ ;
又因为 $\mathrm{AC} \perp \mathrm{BC}$ ,
$\mathrm{CC}_{1} \subset$ 平面 $\mathrm{BCC}_{1} \mathrm{~B}_{1}$ ,
BCC 平面 $\mathrm{BCC}_{1} \mathrm{~B}_{1}$ ,
$\mathrm{BC} \cap \mathrm{CC}_{1}=\mathrm{C}$ ,
所以 $\mathrm{AC} \perp$ 平面 $\mathrm{BCC}_{1} \mathrm{~B}_{1}$ ;
又因为 $\mathrm{BC}_{1} \subset$ 平面平面 $\mathrm{BCC}_{1} \mathrm{~B}_{1}$ ,
所以 $\mathrm{BC}_{1} \perp \mathrm{AC}$ ;
因为 $\mathrm{BC}=\mathrm{CC}_{1}$ ,所以矩形 $\mathrm{BCC}_{1} \mathrm{~B}_{1}$ 是正方形,
所以 $\mathrm{BC}_{1} \perp$ 平面 $\mathrm{B}_{1} \mathrm{AC}$ ;
又因为 $\mathrm{AB}_{1} \subset$ 平面 $\mathrm{B}_{1} \mathrm{AC}$ ,
所以 $\mathrm{BC}_{1} \perp \mathrm{AB}_{1}$ .
点评 本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与平面的位置关系,也考查了空间想象
## :能力和推理论证能力的应用问题,是基础题目.