∵
BM |
MA |
BN |
NC |
∴MN∥AC,∴BD⊥MN.
又∵DD1⊥平面ABCD,
∴DD1⊥MN,
∵BD∩DD1=D,∴MN⊥平面BDD1.
又P无论在DD1上如何移动,总有BP⊂平面BDD1,
∴无论点P在D1D上如何移动,总有BP⊥MN.
(2)以D为坐标原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的坐标系.设正方体的棱长为1,AM=NC=t,
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则M(1,t,0),N(t,1,0),B1(1,1,1),
P(0,0,
2 |
3 |
∵=(0,1-t,1),
B=(−1,−1,
2 |
3 |
又∵BP⊥平面MNB1,
∴•B=0,
即t-1+
2 |
3 |
1 |
3 |
∴=(0,
2 |
3 |
M=(-
2 |
3 |
2 |
3 |
设平面MNB1的法向量n=(x,y,z),
由,
得x=y,z=-
2 |
3 |
令y=3,则n=(3,3,-2).
∵AB⊥平面BB1N,
∴AB是平面BB1N的一个法向量,AB=(0,1,0).
设二面角M-B1N-B的大小为θ,
∴cos<n,A>
=
|(3,3,−2)•(0,1,0)| | ||
|
=
3
| ||
22 |
则二面角M-B1N-B的余弦值为
3
| ||
22 |
(3)存在点P,且P为DD1的中点,
使得平面APC1⊥平面ACC1.
证明:∵BD⊥AC,BD⊥CC1,
∴BD⊥平面ACC1.
取BD1的中点E,连PE,
则PE∥BD,
∴PE⊥平面ACC1.
∵PE⊂平面APC1,
∴平面APC1⊥平面ACC1.