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如图,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中AA1AB.点E、M分别为A1B1、C1C的中点,过点A1,B、M的平面交C1D1于N

(1)求证EM∥平面A1B1C1D1

(2)求二面角B-A1N-B1的正切值

(3)设截面A1BMN把该正四棱柱截成的两个几何体的体积为V1,V2(V1<V2),求V1∶V2的值.

答案:
解析:

  (1)易证NMA1E

  ∴四边形A1EMN为

  ∴ME∥A1N

  ∴ME∥平面A1B1C1D1

  (2)连B1N,易知B1N⊥A1N,B1N为BN在上底面射影.

  ∴BN⊥A1N,则∠BNB1为所求,易知tanBNB1

  (3)延长A1N,B1C,BM,则三者交于一点P,且易知B1C1=C1P.

  ∵平面MNC1∥平面BA1B1

  ∴几何体MNC1-BA1B1为棱台.=()3,Vp-A1B1B=×·2a·a·2a=a3

  ∴VNC1M-A1B1B=×a3a3

  ∴V1a3,V正面体=2a3,V2=(2-)a3a3,V1∶V2=7∶17


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3
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2
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2
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