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如图,在矩形ABCD和矩形ABEF中,矩形ABEF可沿AB任意翻折,AF=AD,点M,N分别在AE,DB上运动,且满足AM=DN.

(1)当F,A,D三点不共线,且M,N分别不与A,D重合时,试判断MN与平面FAD是否平行;

(2)在翻折矩形ABEF的过程中,试判断直线MN与FD的位置关系.

答案:
解析:

  解:(1)MN与平面FAD平行.理由如下:

  如图,连接BM并延长,交FA于点G,连接DG.

  因为AF=AD,所以AE=DB.

  又AM=DN,所以

  因为AG∥EB,所以

  所以,所以DG∥MN.

  又DG平面FAD,MN平面FAD,

  所以MN∥平面FAD,即当F,A,D三点不共线,且M,N分别不与A,D重合时,MN总平行于平面FAD.

  (2)由题意知,点M,N分别在AE,DB上运动,所以应分三种情形:

  ①当M,N分别与A,D重合时,FD与MN相交;

  ②当M,N分别为AE,DB的中点时,G与F重合,由第(1)问知MN∥GD,则MN∥FD;

  ③当M,N为上述两种情形之外的点时,FD与MN为异面直线.

  点评:求解结论型探索性问题应先通过分析、判断得到结论,再证明结论的正确性.本例中,涉及平面图形的折叠问题,其求解的关键是弄清折叠前后平面图形与空间图形的区别与联系,最主要是理清哪些量发生改变,哪些量没有发生改变.


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