解答题如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2.E、F分

发布时间:2020-07-09 10:16:59

解答题如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2.E、F分别为线段AB、D1C上的点.
(I)若E、F分别为线段AB、D1C的中点,求证:EF∥平面AD1;
(II)已知二面角D1-EC-D的大小为,求AE的值.

网友回答

解:(Ⅰ)证明:取DC的中点G,连接FG,GE.
∵FG∥DD1,DD1?平面AD1,
∴FG∥平面AD1.
同理:GE∥平面AD1,且FG∩GE=G,
∴平面EFG∥平面AD1,EF?平面EFG,
∴EF∥平面AD1.
(Ⅱ)D1D⊥平面ABCD,过D在平面ABCD内作DH⊥EC于H,连接D1H.
∵DH是D1H在平面ABCD内的射影,
∴D1H⊥EC.
∴∠DHD1为二面角D1-EC-D的平面角.
即∠DHD1=.
在△DHD1中,tan∠DHD1=,
∴,S△DEC=,
∴,
∴EC2=1+EB2,
∴,
∴.解析分析:(Ⅰ)欲证EF∥平面AD1,可利用平面EFG∥平面AD1进行证明,取DC的中点G,连接FG,GE,而FG∥DD1,DD1?平面AD1,根据线面平行的判定定理可知FG∥平面AD1,同理可证GE∥平面AD1,且FG∩GE=G,从而平面EFG∥平面AD1,EF?平面EFG,根据面面平行的性质可知EF∥平面AD1;(Ⅱ)根据D1D⊥平面ABCD,过D在平面ABCD内作DH⊥EC于H,连接D1H,而DH是D1H在平面ABCD内的射影,则∠DHD1为二面角D1-EC-D的平面角,在△DHD1中,根据tan∠DHD1值求出DH,根据面积求出EC,最后根据EC2=1+EB2求出所求即可.点评:本题主要考查了平面与平面平行的判定,以及与二面角有关的立体几何综合题,同时考查了空间想象能力、分析推理能力,属于中档题.
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