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如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB>1,点E在棱AB上移动,小蚂蚁从点A沿长方体的

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/06 00:46:04
如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB>1,点E在棱AB上移动,小蚂蚁从点A沿长方体的表面爬到点C1,所爬的最短路程为2
2
(1)证明:连接AD1,由长方体的性质可知:
AE⊥平面AD1,∴AD1是ED1
平面AD1内的射影.又∵AD=AA1=1,
∴AD1⊥A1D
∴D1E⊥A1D1(三垂线定理)
(2)设AB=x,∵四边形ADD1A是正方形,
∴小蚂蚁从点A沿长方体的表面爬到
点C1可能有两种途径,
如图甲的最短路程为|AC1|=
x2+4
如图乙的最短路程为|AC1=
(x+1)2+1=
x2+2x+2
∵x>1
∴x2+2x+2>x2+2+2=x2+4

x2+4=2
2∴x=2(9分)
(3)假设存在连接DE,设EB=y,过点D在平面ABCD内作DH⊥EC,连接D1H,则∠D1HD为二面角D1-EC-D的平面角,
∴∠D1HD=
π
4,
∴DH=DD1=1在R△EBC内,EC=
y2+1,而EC•DH=DC•AD,
即存在点E,且离点B为
3时,二面角D1-EC-D的大小为
π
4.