已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,且AB=AA1,D、E、F分别为B1A、C1C、BC的中点.
(1)求异面直线B1F与AC的夹角余弦值;
(2)求证:DE∥平面ABC;
(3)求证:B1F⊥平面AEF.
网友回答
解:(1)做FH∥AC,根据异面直线及其所成的角的定义知,
∠B1FH即所求异面直线B1F与AC的夹角,
从而cos∠B1FH即所求,
Rt△B1FH中,cos∠B1FH==.
(2)方法i:设G是AB的中点,连接DG,
则DG平行且等于EC,
所以四边形DECG是平行四边形,所以DE∥GC,
从而DE∥平面ABC.
方法ii:连接A1B、A1E,并延长A1E交AC的延长线
于点P,连接BP.由E为C1C的中点,A1C1∥CP,
可证A1E=EP,
∵D、E是A1B、A1P的中点,∴DE∥BP,
又∵BP?平面ABC,DE?平面ABC,∴DE∥平面ABC
(3)∵△ABC为等腰直角三角形,F为BC的中点,
∴BC⊥AF,又∵B1B⊥平面ABC,可证B1F⊥AF,
设AB=AA1=2,则,
∴B1F⊥EF,∴B1F⊥平面AEF;
解析分析:(1)做FH∥AC,cos∠B1FH即所求,在Rt△B1FH中,即可求出异面直线B1F与AC的夹角余弦值;(2)要证DE∥平面ABC,只需证明DE平行平面ABC内的直线DG(设G是AB的中点,连接DG);(3)求证B1F⊥平面AEF,只需证明B1F垂直平面AEF内的两条相交直线AF、EF即可;
点评:本题考查异面直线及其所成的角、直线与平面平行的判定,二面角的求法,直线与平面的垂直的判定,考查逻辑思维能力 空间想象能力,是中档题.