4.長方體ABCD-A1B1C1D1中,$DC+C{C_1}=8,CB=4,\overrightarrow{AM}=\overrightarrow{MB}$,點N是平面A1B1C1D1上的點,且滿足${C_1}N=\sqrt{5}$,當長方體ABCD-A1B1C1D1的體積最大時,線段MN的最小值是( 。
A.$6\sqrt{2}$B.8C.$\sqrt{21}$D.$4\sqrt{3}$

分析 由題意,當長方體ABCD-A1B1C1D1的體積最大時,長方體ABCD-A1B1C1D1為棱長為4的正方體.N的軌跡是平面A1B1C1D1中,以C1為圓心,$\sqrt{5}$為半徑的圓的$\frac{1}{4}$,設M在平面A1B1C1D1中的射影為O,則O為A1B1的中點,ON的最小值,即可得出結(jié)論.

解答 解:由題意,當長方體ABCD-A1B1C1D1的體積最大時,長方體ABCD-A1B1C1D1為棱長為4的正方體.
N的軌跡是平面A1B1C1D1中,以C1為圓心,$\sqrt{5}$為半徑的圓的$\frac{1}{4}$,
設M在平面A1B1C1D1中的射影為O,則O為A1B1的中點,ON的最小值為$\sqrt{5}$,
∴線段MN的最小值是$\sqrt{16+5}$=$\sqrt{21}$,
故選C.

點評 本題考查長方體的結(jié)構(gòu)特征,考查學生分析解決問題的能力,屬于中檔題.

練習冊系列答案
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