如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=AA1=2,E是BC中点.
(I)求证:A1B∥平面AEC1;
(II)若棱AA1上存在一点M,满足B1M⊥C1E,求AM的长;
(Ⅲ)求平面AEC1与平面ABB1A1所成锐二面角的余弦值.
网友回答
(1)证明:连接A1C交AC1于点O,连接EO,
因为ACC1A1为正方形,所以O为A1C中点,
又E为CB中点,所以EO为△A1BC的中位线,
所以EO∥A1B,
又∵EO?平面AEC1,A1B?平面AEC1,
所以A1B∥平面AEC1.
(Ⅱ)解:以A为原点,AB为x轴,AC为y轴,AA1为z轴建立空间直角坐标系
所以A(0,0,0),A1(0,0,2),B(2,0,0),B1(2,0,2),C1(0,2,2),E(1,1,0),
设M(0,0,m),0≤m≤2,所以,=(1,-1,-2),
因为B1M⊥C1E,所以,解得m=1,所以AM=1.
(Ⅲ)解:因为=(1,1,0),=(0,2,2),
设平面AEC1的法向量为=(x,y,z),
则有,得,
令y=-1,则x=1,z=1,所以取=(1,-1,1),
因为AC⊥平面ABB1A1,取平面ABB1A1的法向量为=(0,2,0),
所以cos<>==-,
平面AEC1与平面ABB1A1所成锐二面角的余弦值为.
解析分析:(1)连接A1C交AC1于点O,连接EO,由ACC1A1为正方形,知O为A1C中点,由E为CB中点,知EO∥A1B,由此能够证明A1B∥平面AEC1.
(Ⅱ)以A为原点,AB为x轴,AC为y轴,AA1为z轴建立空间直角坐标系,利用向量法能得到棱AA1上存在一点M,满足B1M⊥C1E,并能求出AM的长
(Ⅲ)由=(1,1,0),=(0,2,2),求出平面AEC1的法向量为=(1,-1,1),利用向量法能求出平面AEC1与平面ABB1A1所成锐二面角的余弦值.
点评:本题考查直线与平面平行的证明,考查满足条件的点的判断,考查二面角的余弦值的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.