如图，在正方体ABCD-A1B1C1D1中，M、N、G分别是A1A，D1C，AD的中点．求证： （1）MN∥平面ABCD； （2）MN⊥平面B1BG．

题目

如图，在正方体ABCD-A₁B₁C₁D₁中，M、N、G分别是A₁A，D₁C，AD的中点．求证：

（1）MN∥平面ABCD；
（2）MN⊥平面B₁BG．

答案

证明：（1）取CD的中点记为E，连接NE，AE．
由N，E分别为CD₁与CD的中点可得
NE∥D₁D且NE=

1

2

D₁D，
又AM∥D₁D且AM=

1

2

D₁D，
所以AM∥EN且AM=EN，即四边形AMNE为平行四边形，
所以MN∥AE，
又AE⊂平面ABCD，所以MN∥平面ABCD．
（2）由AG=DE，∠BAG=∠ADE=90°，DA=AB
可得△EDA≌△GAB．
所以∠AGB=∠AED，
又∠DAE+∠AED=90°，
所以∠DAE+∠AGB=90°，
所以AE⊥BG，
又BB₁⊥AE，所以AE⊥平面B₁BG，
又MN∥AE，所以MN⊥平面B₁BG．