在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是BB1、CD的中点.(1)求证:平面AED⊥平面A1FD1;(2)在AE上求一点M,使得A1M⊥平面ADE.

发布时间:2020-08-01 02:49:09

在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是BB1、CD的中点.
(1)求证:平面AED⊥平面A1FD1;
(2)在AE上求一点M,使得A1M⊥平面ADE.

网友回答

证明:(1)建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,
不妨设正方体的棱长为2,则A(2,0,0),E(2,2,1),
F(0,1,0),A1(2,0,2),D1(0,0,2),
设平面AED的法向量为
=(x1,y1,z1),
则=(x1,y1,z1)?(2,0,0)=0,
=(x1,y1,z1)?(2,2,1)=0,
∴2x1=0,2x1+2y1+z1=0.
令y1=1,得=(0,1,-2),
同理可得平面A1FD1的法向量=(0,2,1).
∵=0,∴,
∴平面AED⊥平面A1FD1.
(2)由于点M在直线AE上,
设=λ(0,2,1)=(0,2λ,λ).
可得M(2,2λ,λ),∴=(0,2λ,λ-2),
∵AD⊥A1M,∴要使A1M⊥平面ADE,
只需A1M⊥AE,
∴=(0,2λ,λ-2)?(0,2,1)=5λ-2=0,
解得λ=.故当A=A时,A1M⊥平面ADE
解析分析:(1)建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,不妨设正方体的棱长为2,设平面AED的法向量为=(x1,y1,z1),利用=0,=0,得=(0,1,-2),同理可得平面A1FD1的法向量=(0,2,1).通过=0,证明平面AED⊥平面A1FD1.(2)由于点M在直线AE上,设=(0,2λ,λ).=(0,2λ,λ-2),利用AD⊥A1M,=0,推出5λ-2=0,解得λ=.故当A=A时,A1M⊥平面ADE点M在直线AE上,

点评:本题是中档题,考查平面与平面的垂直,注意向量的数量积的应用,直线与平面的垂直,考查计算能力,常考题型.
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