在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为直角梯形,∠BAD=∠ADC=90°,AB=AD=1,CD=CC1=2,E为棱AA1的中点,F为棱BB1上的动点

发布时间:2020-07-31 18:57:52

在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为直角梯形,∠BAD=∠ADC=90°,AB=AD=1,CD=CC1=2,E为棱AA1的中点,F为棱BB1上的动点.
(Ⅰ)试确定点F的位置,使得D1E⊥DF;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求CF与平面EFD1所成角的大小.

网友回答

解:(Ⅰ)因为E为棱AA1的中点,当F为棱BB1上的中点,
因为直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为直角梯形,
∠BAD=∠ADC=90°,所以,点F在平面A1AD内的射影为点E,
直线DE?平面A1AD,
而D1E⊥DE,
由三垂线定理可知,DF⊥D1E,
∴D1E⊥DF;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,F为棱BB1上的中点,
∴EF∥AB,AB∥CD,
∴CD∥EF,CD?平面EFD1,EF?平面EFD1
∴CD∥平面EFD1,
∴点C到平面EFD1的距离等于点D到平面EFD1的距离,
∵AE=1,AD=1,DE=,
即点C到平面EFD1的距离为.
CF==.
∴sinθ==,又,
∴θ=arcsin.
CF与平面EFD1所成角的大小为arcsin.
解析分析:(Ⅰ)F为棱BB1上的中点,通过三垂线定理即可证明D1E⊥DF;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,通过点C到平面EFD1的距离等于点D到平面EFD1的距离的转化,然后求CF与平面EFD1所成角的大小.

点评:本题是中档题,考查直线与直线垂直的证明,直线与平面所成的角的求法,考查空间想象能力,定理的灵活运用.
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