如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为平行四边形,且AD=2,AB=AA1=4,∠BAD=60°,E为AB的中点.(Ⅰ)?证明:AC1∥平面EB

发布时间:2020-07-31 17:07:24

如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为平行四边形,且AD=2,AB=AA1=4,∠BAD=60°,E为AB的中点.
(Ⅰ)?证明:AC1∥平面EB1C;
(Ⅱ)求直线ED1与平面EB1C所成角.

网友回答

解法一:(Ⅰ)?证明:连接BC1,B1C∩BC1=F,连接EF,
因为AE=EB,FB=FC1,所以EF∥AC1(2分
因为AC1?面EB1C,EF?面EB1C
所以AC1∥面EB1C(4分)
(Ⅱ)设AC1与ED1交于点G,连DE,
∵AC1∥面EB1C,∴G与C1到平面EB1C的距离相等,设为h,(6分)
则ED1=,.?(7分)
∴,点E到平面B1CC1距离为.
又∵,
∴.∴.(10分)
设ED1与面EB1C所成角为α,则.
所以ED1与面EB1C所成角为arcsin.?(12分)
解法二:
作DH⊥AB,分别令DH,DC,DD1为x轴,y轴,z轴,如图建立坐标系┉(1分)
因为∠BAD=60°,AD=2,所以AH=1,,
所以D1(0,0,4),C(0,4,0),,C1(0,4,4)(3分)
(Ⅰ),,(4分)
设面EB1C的法向量为=(x,y,z),所以,
化简得令y=1,则.(6分)
∵,AC1?面EB1C,∴AC1∥面EB1C.(8分)
(Ⅱ)设,则.(10分)
设直线ED1与面EB1C所成角为α,则cosθ=cos(α+90°)=-sinα.
即.(11分)
∴直线ED1与面EB1C所成的角的大小为arcsin.?(12分)

解析分析:解法一:(Ⅰ)?证明线面平行,即证AC1平行于面EB1C中的一条直线,即可;(Ⅱ)设AC1与ED1交于点G,连DE,根据AC1∥面EB1C,可得G与C1到平面EB1C的距离相等,设为h,求出EG及h,即可求得ED1与面EB1C所成角;解法二:作DH⊥AB,分别令DH,DC,DD1为x轴,y轴,z轴,建立坐标系,用坐标表示点(Ⅰ)表示出,,(4分)求出面EB1C的法向量,证明,即可证得结论;(Ⅱ)设,则,设直线ED1与面EB1C所成角为α,则cosθ=cos(α+90°)=-sinα,从而可求直线ED1与面EB1C所成的角的大小.

点评:本题考查线面平行,考查线面角,两法并举,传统方法需要添加必要的辅助线,向量方法,用代数方法解决几何问题,注意细细体会.
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