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如图所示,长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面是边长为a的正方形,棱AA1为2a,M,N分别是CD和AD的中点.

(1)求证:M、N、A1、C1四点共面且MNA1C1是等腰梯形;

(2)求梯形MNA1C1的面积.

答案:
解析:

  解:(1)连结AC,

  ∵M、N分别是CD、AD的中点,∴MNAC.

  ∵ABCD-A1B1C1D1为长方体,∴ACC1A1为矩形,ACA1C1

  ∴MNA1C1.于是M,N,A1,C1共面且MNA1C1为等腰梯形.

  在△A1AN和△C1CM中,∠A1AN=∠C1CM=90°,A1A=C1C=2a,AN=CM,∴△A1AN≌△C1CM.∴A1N=C1M.

  ∴MNA1C1为等腰梯形.

  (2)由长方体的性质,可得A1C1a,MN=a,A1N=C1M=a.∴梯形的高h=a,∴梯形MNA1C1的面积S=(


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90°
90°

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10
5
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