19.如图,直四棱柱 $A B C D-$
$A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 的底面是菱形,$A A_{1}=4, A B=2, \angle B A D=60^{\circ}, E, M, N$ 分别是 $B C, B B_{1}, A_{1} D$ 的中点。
(1)证明:$M N / /$ 平面 $C_{l} D E$ ;
(2)求点 $C$ 到平面 $C_{l} D E$ 的距离.
如图,直四棱柱 A B C D- A_ 1 B_ 1 C_…——2019 高考数学第 19 题答案解析
2019_新课标 I 卷 (2019·文)
完整解析 · 逐步详解
【答案】(1)见解析;
(2)$\frac{4 \sqrt{17}}{17}$ .
## 【解析】
【分析】
(1)利用三角形中位线和 $A_{1} D / / B_{1} C$ 可证得 $M E / / N D$ ,证得四边形 $M N D E$ 为平行四边形,进而证得 $M N / / D E$ ,根据线面平行判定定理可证得结论;
(2)根据题意求得三棱锥 $C_{1}-C D E$ 的体积,再求出 $\Delta C_{1} D E$ 的面积,利用 $V_{C_{1}-C D E}=V_{C-C_{1} D E}$ 求得点 C 到平面 $C_{1} D E$ 的距离,得到结果.
【详解】(1)连接 $M E, B_{1} C$
$\because M, E$ 分别为 $B B_{1}, B C$ 中点 $\therefore M E$ 为 $\triangle B_{1} B C$ 的中位线
$\therefore M E / / B_{1} C$ 且 $M E=\frac{1}{2} B_{1} C$
又 $N$ 为 $A_{1} D$ 中点,且 $A_{1} D / / B_{1} C \quad \therefore N D / / B_{1} C$ 且 $N D=\frac{1}{2} B_{1} C$
$\therefore M E / / N D \therefore$ 四边形 $M N D E$ 为平行四边形
$\therefore M N / / D E$ ,又 $M N \not \subset$ 平面 $C_{1} D E, D E$ 茇平面 $C_{1} D E$
$\therefore M N / /$ 平面 $C_{1} D E$
(2)在菱形 $A B C D$ 中,$E$ 为 $B C$ 中点,所以 $D E \perp B C$ ,
根据题意有 $D E=\sqrt{3}, \quad C_{1} E=\sqrt{17}$ ,
因为棱柱为直棱柱,所以有 $D E \perp$ 平面 $B C C_{1} B_{1}$ ,
所以 $D E \perp E C_{1}$ ,所以 $S_{\triangle D E C_{1}}=\frac{1}{2} \times \sqrt{3} \times \sqrt{17}$ ,
设点 C 到平面 $C_{1} D E$ 的距离为 $d$ ,
根据题意有 $V_{C_{1}-C D E}=V_{C-C_{1} D E}$ ,则有 $\frac{1}{3} \times \frac{1}{2} \times \sqrt{3} \times \sqrt{17} \times d=\frac{1}{3} \times \frac{1}{2} \times 1 \times \sqrt{3} \times 4$ ,
解得 $d=\frac{4}{\sqrt{17}}=\frac{4 \sqrt{17}}{17}$ ,
所以点 C 到平面 $C_{1} D E$ 的距离为 $\frac{4 \sqrt{17}}{17}$ .
【点睛】该题考查的是有关立体几何的问题,涉及到的知识点有线面平行的判定,点到平面的距离的求解,在解题的过程中,注意要熟记线面平行的判定定理的内容,注意平行线的寻找思路,再者就是利用等积法求点到平面的距离是文科生常考的内容.