如图所示,已知在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面边长AB=2,侧棱BB1的长为4,E为C1C上的点,且CE=1,
(1)求证:A1C⊥平面BDE;
(2)求A1B与平面BDE所成的角的正弦值.
网友回答
(1)证明:以D为原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系D-xyz
则D(0,0,0),A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),A1(2,0,4),B1(2,2,4),C1(0,2,4),D1(0,0,4),E(0,2,1),
∴=(-2,0,1).
∵=(-2,2,-4),=(2,2,0),
∴?=4+0-4=0且?=-4+4+0=0,
∴⊥且⊥,
∵DB∩BE=B
∴A1C⊥平面BDE;??????????????????
(2)解:由(1)知=(-2,2,-4)是平面BDE的一个法向量,
∵=(0,2,-4),
∴cos<,>==,
∴A1B与平面BDE所成角的正弦值为.
解析分析:(1)建立空间直角坐标系,利用向量的数量积,可证得直线A1C与BE,BD均垂直,再由线面垂直的判定定理得到A1C⊥平面BED;(2)由(1)中结论,我们可得是平面BDE的一个法向量,再求出直线A1B的方向向量,代入向量夹角公式,即可得到A1B与平面BDE所成角的正弦值的大小.
点评:本题考查的知识点是用空间向量求直线与平面的夹角,向量语言表述线面的垂直、平行关系,其中建立空间坐标系,将空间线面的夹角及垂直、平行问题转化为向量夹角问题是解答此类问题的关键.