解答题如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=4.
(1)求证:AC⊥BC1;
(2)在AB上是否存在点D,使得AC1∥平面CDB1,若存在,确定D点位置并说明理由,若不存在,说明理由.
网友回答
(1)证明:在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AC,BC,CC1两两垂直,以C为坐标原点,直线CA,CB,CC1分别为x轴y轴,z轴,建立空间直角坐标系,则C(0,0,0),A(3,0,0),C1(0,0,4),B(0,4,0),B1(0,4,4).
∵=(-3,0,0),=(0,-4,4),∴?=0,即⊥,
∴AC⊥BC1.
(2)解:假设在AB上存在点D使得AC1∥平面CDB1,则=λ=(-3λ,4λ,0),其中0≤λ≤1,则D(3-3λ,4λ,0),=(3-3λ,4λ-4,-4),
又=(0,-4,-4),=(-3,0,4),AC1∥平面CDB1,所以存在实数m,n,使=m+n成立,
∴m(3-3λ)=-3,m(4λ-4)-4n=0,-4m-4n=4,
所以λ=,所以在AB上存在点D使得AC1∥平面CDB1,且D为AB的中点.解析分析:(1)建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,利用向量的数量积为0,证明向量垂直;(2)假设在AB上存在点D使得AC1∥平面CDB1,则利用AC1∥平面CDB1,存在实数m,n,使=m+n成立,即可求得结论.点评:本题考查利用向量知识解决立体几何问题,考查线线垂直,考查探索型问题,解题的关键是建立坐标系,用坐标表示向量.