如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是以∠ABC为直角的等腰直角三角形,AC=2a,BB1=3a,D为A1C1的中点,E为B1C的中点.(1)求直线BE与A1C

发布时间:2020-08-01 06:06:45

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是以∠ABC为直角的等腰直角三角形,AC=2a,BB1=3a,D为A1C1的中点,E为B1C的中点.
(1)求直线BE与A1C所成的角;
(2)在线段AA1中上是否存在点F,使CF⊥平面B1DF,若存在,求出||;若不存在,说明理由.

网友回答

解:(1)以B为原点,建立如图所示的空间直角坐标系.
∵AC=2a,∠ABC=90°,
∴.
∴B(0,0,0),C(0,,0),A(,0,0),A1(,0,3a),C1(0,,3a),B1(0,0,3a).
∴,,3a),E(0,,,
∴,,3a),=(0,,.
∴,=,∴,
∴.故BE与A1C所成的角为.

(2)假设存在点F,要使CF⊥平面B1DF,只要且.
不妨设AF=b,则F(,0,b),,,b),,0,b-3a),=,,0),,
∴恒成立.
或b=2a,
故当或2a时,
CF⊥平面B1DF.

解析分析:(1)先以B为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,再求得相关点的坐标,再求的相关向量的坐标,最后用向量夹角公式求解.(2)假设存在点F,要使CF⊥平面B1DF,只要证明且即可,用向量法只要数量积为零即可.

点评:本题主要考查用向量法研究线线垂直和异面直线所成的角,选用向量法,避开了作辅助线,优越性很强,作为理科要注意应用.
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