如图,在棱长为1的正方体ABCD—A 1 B 1 C 1 D 1 中,点E是棱BC的中点,点F是棱CD上的动点.(I)试确定点F
(本大题12分)如图,在棱长为的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F、G分别是CB、CD、CC 1 的中点.
(1) ; (2)见解析;(3)见解析。
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E,F分别是A 1 B 1 ,日夏养花网CD的中点.(1)求二面角E-AF-B
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E,F分别是A 1 B 1 ,CD的中点. (1)求二面角E-AF-B的大小;&nb5p; (2)求点B到面AEF的距离. |
(1)作EM⊥AB于M,则M为AB中点,过M作M得⊥Ah于点得,连接E得,
如右图所示:
由7垂线定理知Ah⊥得E,
∴∠E得M即为二面角E-Ah-B的平面角,
sin∠MA得=c得s∠DAh= AD Ah = 1
如右图所示:
由7垂线定理知Ah⊥得E,
∴∠E得M即为二面角E-Ah-B的平面角,
sin∠MA得=c得s∠DAh= AD Ah = 1
如图,在棱长为 a 的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F、G分别是CB、CD、CC 1 的中点。
如图,在棱长为 a 的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F、G分别是CB、CD、CC 1 的中点。 |
(1)求直线A 1 C与平面ABCD所成角的正弦的值; (2)求证:平面AB 1 D 1 ∥平面EFG。 |
(1)解:∵在正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,A 1 A⊥平面ABCD,
∴∠A 1 CA为A 1 C与平面ABCD所成角,
又正方体的棱长为 a ,
∴AC= ,A 1 C= ,
∴ 。
(2)证明:在正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,
连接BD,DD 1 ∥B 1 B,DD 1 =B 1 B,
∴DD 1 B 1 B为平行四边http://www.rixia.cc形,
∴D 1 B 1 ∥DB,
∵E,F分别为BC,CD的中点,
∴EF∥BD,
∴EF∥D 1 B 1 ,
∵EF 平面GEF,D 1 B 1 平面GEF,
∴D 1 B 1 ∥平面GEF,
同理AB 1 ∥平面GEF,
∵D 1 B 1 ∩AB 1 =B 1 ,
∴平面Awww.rixia.ccB 1 D 1 ∥平面EFG。
∴∠A 1 CA为A 1 C与平面ABCD所成角,
又正方体的棱长为 a ,
∴AC= ,A 1 C= ,
∴ 。
(2)证明:在正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,
连接BD,DD 1 ∥B 1 B,DD 1 =B 1 B,
∴DD 1 B 1 B为平行四边http://www.rixia.cc形,
∴D 1 B 1 ∥DB,
∵E,F分别为BC,CD的中点,
∴EF∥BD,
∴EF∥D 1 B 1 ,
∵EF 平面GEF,D 1 B 1 平面GEF,
∴D 1 B 1 ∥平面GEF,
同理AB 1 ∥平面GEF,
∵D 1 B 1 ∩AB 1 =B 1 ,
∴平面Awww.rixia.ccB 1 D 1 ∥平面EFG。
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,点E是棱BC的中点,点F是棱CD上的动点。
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,点E是棱BC的中点,点F是棱CD上的动点。 |
(1)试确定点F的位置,使得D 1 E⊥平面AB 1 F; (2)当D 1 E⊥平面AB 1 F时,求二面角C 1 -EF-A的大小(结果用反三角函数值表示)。 |
解:(1)连结A 1 B,则A 1 B是D 1 E在面ABB 1 A内的射影
∵AB 1 ⊥A 1 B,
∴D 1 EThcQYb⊥AB 1 ,
于是D 1 E⊥平面AB 1 F D 1 E⊥AF
连结DE,则DE是D 1 E在底面ABCD内的射影
∴D 1 E⊥AF DE⊥AF
∵ABCD是正方形,E是BC的中点
∴当且仅当F是CD的中点时,DE⊥AF,
即当点F是CD的中点时,D 1 E⊥平面AB 1 F。
(2)当D 1 E⊥日夏养花网平面AB 1 F时,由(1)知点F是CD的中点
又已知点E是BC的中点,连结EF,则EF∥BD
连结AC,设AC与EF交于点H,则CH⊥EF,连结C 1 H,
则CH是C 1 H在底面ABCD内的射影
C 1 H⊥EF,即∠C 1 HC是二面角C 1 -EF-C的平面角
在Rt△C 1 CH中,∵C 1 C=1,CH= AC= ,
∴tan∠C 1 HC=
∴∠C 1 HC=arctan ,从而∠AHC 1 =
故二面角C 1 -EF-A的大小为 。
∵AB 1 ⊥A 1 B,
∴D 1 EThcQYb⊥AB 1 ,
于是D 1 E⊥平面AB 1 F D 1 E⊥AF
连结DE,则DE是D 1 E在底面ABCD内的射影
∴D 1 E⊥AF DE⊥AF
∵ABCD是正方形,E是BC的中点
∴当且仅当F是CD的中点时,DE⊥AF,
即当点F是CD的中点时,D 1 E⊥平面AB 1 F。
(2)当D 1 E⊥日夏养花网平面AB 1 F时,由(1)知点F是CD的中点
又已知点E是BC的中点,连结EF,则EF∥BD
连结AC,设AC与EF交于点H,则CH⊥EF,连结C 1 H,
则CH是C 1 H在底面ABCD内的射影
C 1 H⊥EF,即∠C 1 HC是二面角C 1 -EF-C的平面角
在Rt△C 1 CH中,∵C 1 C=1,CH= AC= ,
∴tan∠C 1 HC=
∴∠C 1 HC=arctan ,从而∠AHC 1 =
故二面角C 1 -EF-A的大小为 。
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