Question

如圖，正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁的棱長為1，P為BC的中點，Q為線段CC₁上的動點，過點A，P，Q的平面截該正方體所得的截面記為S，則下列命題正確的是______（寫出所有正確命題的編號）．
①當0＜CQ＜

1

2

時，S為四邊形
②當CQ=

1

2

時，S為等腰梯形
③當CQ=

3

4

時，S與C₁D₁的交點R滿足C₁R=

1

3

④當

3

4

＜CQ＜1時，S為六邊形
⑤當CQ=1時，S的面積為

6

2

．

Answer 1

如圖
當CQ=

1

2

時，即Q為CC₁中點，此時可得PQ∥AD₁，AP=QD₁=

12+( 1 2 )2

=

5

2

，
故可得截面APQD₁為等腰梯形，故②正確；
由上圖當點Q向C移動時，滿足0＜CQ＜

1

2

，只需在DD₁上取點M滿足AM∥PQ，
即可得截面為四邊形APQM，故①正確；
③當CQ=

3

4

時，如圖，
延長DD₁至N，使D₁N=

1

2

，連接AN交A₁D₁于S，連接NQ交C₁D₁于R，連接SR，
可證AN∥PQ，由△NRD₁∽△QRC₁，可得C₁R：D₁R=C₁Q：D₁N=1：2，故可得C₁R=

1

3

，故正確；
④由③可知當

3

4

＜CQ＜1時，只需點Q上移即可，此時的截面形狀仍然上圖所示的APQRS，顯然為五邊形，故錯誤；
⑤當CQ=1時，Q與C₁重合，取A₁D₁的中點F，連接AF，可證PC₁∥AF，且PC₁=AF，
可知截面為APC₁F為菱形，故其面積為

1

2

AC₁•PF=

1

2

•

3

•

2

=

6

2

，故正確．
故答案為：①②③⑤