如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是棱BC的中点,点F是棱CD上的动点.(1)请用尺子把右边图形
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.(www.rixia.ccI)试确定点F
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的位置,使得D 1 E⊥平面AB 1 F; (II)当 ⊥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). |
(Ⅰ)当点F是CD的中点时,D 1 E⊥平面AB 1 F.(Ⅱ)
(2014?天津模拟)如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E是棱AB上的动点.(Ⅰ)求证:DA1⊥ED1;
(2014?天津模拟)如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E是棱AB上的动点.(Ⅰ)求证:DA1⊥ED1;
(Ⅱ)若直线DA1与平面CED1成角为45,求
AE |
AB |
(Ⅲ)写出点E到直线D1C距离的最大值及此时点E的位置(结论不要求证明).
解:以D为坐标原点,建立如图所示的坐标系,则D(0,0,0),A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,0,1),A1(1,0,1),设E(1,m,0)(0≤m≤1)
(Ⅰ)证明:
(Ⅰ)证明:
在棱长为1的正方体上ABCD---A1B1C1D1中,E是棱BC的中点,F是棱CD的动点(1)确定F位置使D1E垂直于平面AB1F
(2)当D1E垂直于平面AB1F时,求二面角C1-EF-C的http://www.rixia.cc余弦值。一定要用坐标系证,我很急拜托帮帮忙解:(1)连结A1B,则A1B是D1E在面ABB1A内的射影
∵AB1⊥A1B,日夏养花网
∴D1E⊥AB1,
于是D1E⊥平面AB1FD1E⊥AF
连结DE,则DE是D1E在底面ABCD内的射影
∴D1E⊥AFDE⊥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,D1E⊥平面AB1F。
(2)当D1E⊥平面AB1F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C1H,
则CH是C1H在底面ABCD内的射影
C1H⊥EF,即∠C1HC是二面角C1-EF-C的平面角
在Rt△C1CH中,∵C1C=1,CH=1/4AC=根号2/4,CF=3根号2/4
cos∠C1HC=CH/C1F=1/3
∵AB1⊥A1B,日夏养花网
∴D1E⊥AB1,
于是D1E⊥平面AB1FD1E⊥AF
连结DE,则DE是D1E在底面ABCD内的射影
∴D1E⊥AFDE⊥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,D1E⊥平面AB1F。
(2)当D1E⊥平面AB1F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C1H,
则CH是C1H在底面ABCD内的射影
C1H⊥EF,即∠C1HC是二面角C1-EF-C的平面角
在Rt△C1CH中,∵C1C=1,CH=1/4AC=根号2/4,CF=3根号2/4
cos∠C1HC=CH/C1F=1/3
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AB,BC的中点,EF与BD的交点为G。
(1)已知A1C1的中点为H,点N在BD上,且DN/NB=1/3,求证NH//面B1EFn(2)在棱DD1上能否找一点M,使BM⊥面FEB1?若能,试确定M的位置;若不能,请说明理由。(1) 在平面 ABCD 中,ABCD 是正方形,E,F 分别是 AB,BC 的中点,EF 与 BD 的交点为 G ,点 N 在 BD 上,且 DN / Nhttp://www.rixia.ccB = 1 / 3
连接 AC,AC 与 BD 相交于 O
∵ ABCD 是正方形,AC,BD是对角线
∴ O 为 AC,BD 中点
由相似三角形及 DN / NB 的比例可知,G 点为 BO 的中点,N 点为 DO 的中点
且 ∵ 正方体ABCD-A1B1C1D1
∴ B1G // NH
∵ B1G 在面B1EF中
∴ NH//面B1EF
(2) 能
连接 B1G,BG,在直角三角形 BB1G 中,BB1⊥BG,BG = √2 / 4 ,BB1 = 1
做直线过B点与B1G垂直并交DD1于M,易证 △BB1G TwFpYYhCL∽△BDM
即
BG / BB1 = DM / BD
BD是正方形的对角线,即 BD = √2
∴ DM = BG * BD / BB1 = √2 * √2 / 4 / 1 = 1/2
即点M为DD1的中点
连接 AC,AC 与 BD 相交于 O
∵ ABCD 是正方形,AC,BD是对角线
∴ O 为 AC,BD 中点
由相似三角形及 DN / NB 的比例可知,G 点为 BO 的中点,N 点为 DO 的中点
且 ∵ 正方体ABCD-A1B1C1D1
∴ B1G // NH
∵ B1G 在面B1EF中
∴ NH//面B1EF
(2) 能
连接 B1G,BG,在直角三角形 BB1G 中,BB1⊥BG,BG = √2 / 4 ,BB1 = 1
做直线过B点与B1G垂直并交DD1于M,易证 △BB1G TwFpYYhCL∽△BDM
即
BG / BB1 = DM / BD
BD是正方形的对角线,即 BD = √2
∴ DM = BG * BD / BB1 = √2 * √2 / 4 / 1 = 1/2
即点M为DD1的中点
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