在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=4,CB=2,AA1=,E、F分别是A1C1、BC的中点,若平面ABE⊥平面BB1C1C
(I)求证AB⊥BC
(II)FC1∥平面ABE
(III)求平面ABE与平面EFC1所成锐二面角的余弦值.
网友回答
(I)证明:取B1C1的中点G,连接EG,GB,
则EG∥AB,GB是平面ABE与平面BB1C1C的交线
过C作CH⊥GB于H,则∵平面ABE⊥平面BB1C1C
∴CH⊥平面ABE,∴CH⊥AB
∵CC1⊥AB,CC1∩CH=C
∴AB⊥平面BB1C1C
∵BC?平面BB1C1C
∴AB⊥BC
(II)证明:取AB中点D,连接ED,DF,则DF∥EC1,且DF=EC1,
∴FC1∥ED
∵FC1?平面ABE,ED?平面ABE
∴FC1∥平面ABE
(III)解:∵AB⊥BC,∴AB=2
建立如图所示的坐标系,则B(0,0,0),A(0,2,0),E(1,,),F(1,0,0),C1(2,0,)
∴=(0,2,0),=(1,,),=(1,-,0),
设=(x,y,z)是平面ABE的法向量,则,即,可取=();
设=(x′,y′,z′)是平面EFC1的法向量,则,即,可取=(,1,-1)
∴平面ABE与平面EFC1所成锐二面角的余弦值为==
解析分析:(I)取B1C1的中点G,连接EG,GB,过C作CH⊥GB于H,证明AB⊥平面BB1C1C,可得AB⊥BC;(II)取AB中点D,连接ED,DF,证明FC1∥ED,可得FC1∥平面ABE(III)建立空间直角坐标系,求出平面ABE的法向量=(),平面EFC1的法向量取=(,1,-1),利用向量的夹角公式,即可求平面ABE与平面EFC1所成锐二面角的余弦值.
点评:本题考查线面垂直,考查线面平行,考查面面角,考查向量知识的运用,解题的关键是掌握线面垂直、线面平行的判定方法,正确求出平面的法向量.