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在直三棱柱ABC—A 1 B 1 C 1 中,CA=CB=CC 1 =2,∠ACB=90°,E、F分别是BA、BC的中点

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/15 09:35:50
在直三棱柱ABC—A 1 B 1 C 1 中,CA=CB=CC 1 =2,∠ACB=90°,E、F分别是BA、BC的中点,G是AA 1 上一点,且AC 1 ⊥EG.
(Ⅰ)确定点G的位置;
(Ⅱ)求直线AC 1 与平面EFG所成角θ的大小.
(Ⅰ)中点(Ⅱ)

解法一:(Ⅰ)以C为原点,分别以CB、CA、CC 1 为 x 轴、y轴、 z 轴建立空间直角坐标系,则F(1,0,0),E(1,1,0),A(0,2,0),C 1 (0,0,2),

设G(0,2,h),则
∴-1×0+1×(-2)+2h="0. " ∴h=1,即G是AA 1 的中点. 
(Ⅱ)设 是平面EFG的法向量,则
所以 平面EFG的一个法向量m=(1,0,1)

,即AC 1 与平面EFG所成角  
解法二:(Ⅰ)取AC的中点D,连结DE、DG,则ED//BC


  ∵BC⊥AC,∴ED⊥AC. 又CC 1 ⊥平面ABC,而ED 平面ABC,∴CC 1 ⊥ED.
∵CC 1 ∩AC=C,∴ED⊥平面A 1 ACC 1 .
又∵AC 1 ⊥EG,∴AC 1 ⊥DG.
连结A 1 C,∵AC 1 ⊥A 1 C,∴A 1 C//DG.
∵D是AC的中点,∴G是AA ­1 的中点.
(Ⅱ)取CC 1 的中点M,连结GM、FM,则EF//GM,
∴E、F、M、G共面.作C 1 H⊥FM,交FM的延长线于H,∵AC⊥平面BB 1 C 1 C,
C 1 H 平面BB 1 C 1 C,∴AC⊥G 1 H,又AC//GM,∴GM⊥C 1 H. ∵GM∩FM=M,
∴C 1 H⊥平面EFG,设AC 1 与MG相交于N点,所以∠C 1 NH为直线AC 1 与平面EFG所成角θ.
因为