解答题如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=2,D是AB的中点,E是A1C1的中点,F是B1B中点,异面直线CF与DE所成的角为90°.
(1)求此三棱柱的高;
(2)求二面角C-AF-B的大小.
网友回答
解:(1)取BC、C1C的中点分别为H、N,连接HC1,FN交于点K,则点K为HC1的中点,因FN∥HC,
则△HMC∽△FMK,因H为BC中点,BC=AB=2,则,,∴,
则,在Rt△HCC1,HC2=HM?HC1,解得HC1=,C1C=2.
另解:取AC中点O,以OB为x轴,OC为y轴,建立空间坐标系,设棱柱高为h,则C(0,1,0),F(),,E(0,0,h),,则CF⊥DE.
(2)连CD,得CD⊥面AA1B1B,作DG⊥AF,连CG,则CG⊥AF,所以∠CGD是二面角C-AF-B的平面角,
又在Rt△AFB中,AD=1,BF=1,AF=,从而DG=,
∴tan∠CGD=,即∠CGD=.解析分析:(1)法一:取BC、C1C的中点分别为H、N,连接HC1,FN交于点K,得出C1H⊥CF,结合△HMC∽△FMK 利用平面三角形性质求出高C1C即可.法二:取AC中点O,以OB为x轴,OC为y轴,建立空间坐标系,给出各点的坐标求得,由内积为0,求出高h的值(2)连CD,得CD⊥面AA1B1B,作DG⊥AF,连CG,则CG⊥AF,所以∠CGD是二面角C-AF-B的平面角,在三角形CGD求解即可.点评:本题主要考查空间角,距离的计算,线面垂直,面面垂直的定义,性质、判定,考查了空间想象能力、计算能力,分析解决问题能力.空间问题平面化是解决空间几何体问题最主要的思想方法.