解答题在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=1,AA1=1=AB=2点E是AB上的动点,点M为D1C的中点.
(1)当E点在何处时,直线ME∥平面ADD1A1,并证明你的结论;
(2)在(Ⅰ)成立的条件下,求二面角A-D1E1-C的大小.
网友回答
解:(1)当E为AB的中点时,ME∥平面ADD1A1.
证明:取 DD1?的中点N,连接MN、AN、ME,
MN∥CD,AE∥CD,且MN=CD,AE=CD,
∴四边形MNAE为平行四边形,可知ME∥AN.
∵AN在平面AD1?内,∴ME∥平面AD1,
(2)当E为AB的中点时,DE=,CE=,又CD=2,可知∠DEC=90°,
所以,DE⊥EC,平面 CED1⊥平面DD1E,所以,二面角 D-D1E-C的大小为 ;
又二面角 A-D1E-C的大小为二面角A-D1E-D与二面角D-D1E-C 大小的和,
只需求二面角A-D1E-D的大小即可;过A点作AF⊥DE,交DE于F,则AF⊥平面DD1E,AF=,
过F作 FH⊥D1E于H,连接AH,则∠AHF即为二面角A-D1E-D的平面角,∵AH?D1E=AE?AD1,∴AH=,
∴sin∠AHF=,∴∠AHF=.
所以二面角A-D1E-C的大小为 +=.解析分析:(1)当E为AB的中点时,取DD1?的中点N,证明四边形MNAE为平行四边形,即可证得ME∥平面AD1.(2)先求得二面角 D-D1E-C的大小为 ;二面角 A-D1E-C的大小为二面角A-D1E-D与二面角D-D1E-C 大小的和.求出二面角A-D1E-D的平面角的大小,即可得到所求的二面角A-D1E-C的大小.点评:本题考查证明线面平行的方法,求二面角的大小,找到二面角的平面角是解题的关键和难点.