高一 数学 数学 请详细解答,谢谢! (2 21:54:43)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 12:38:11
在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中
(1)求A1B与平面A1B1CD所成角的大小
(2)求证:B1D垂直于平面A1C1B

设正方形边长为1,
(1)又设B1C的中点为O,连接BO、A1O。由平面A1B1CD过平面BCC1B1的一条垂线CD,知平面A1B1CD⊥平面BCC1B1。又BO⊥B1C,所以BO⊥平面A1B1CD。从而∠BA1O就是A1B与平面A1B1CD所成角。A1B=2BO,可得A1B与平面A1B1CD所成角为30°。
(2)因为由(1)知BO⊥平面A1B1CD,B1D在平面A1B1CD内,有BC1⊥B1D。又A1B垂直于B1D在平面A1B1BA内的射影B1A,所以A1B⊥B1D,所以,B1D⊥平面A1C1B 。

(1) 因为A1C1⊥B1D1, A1C1⊥BB1
所以 A1C1⊥面DBB1D1
A1C1⊥EF 即不论点E、F怎样移动,EF与A1C1所成的角均为90度。

(2)以DA、DC、DD1分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系
则D(0,0,0),C(1,1,0),C1(0,1,1),F(1,1,0.5)
向量 C1F=(1,0,-0.5)
设DE:EB= λ,根据定比分点公式得:E( λ/(1+λ), λ/(1+λ), 0)
向量EF= (1/(1+λ), 1/(1+λ), 0.5)

假设EF⊥平面A1FC1.,则 EF⊥C1F.
向量EF*C1F=1/(1+λ)-0.25=0
λ=3
即当DE:EB=3时,EF⊥平面A1FC1.