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(2015?广东模拟)如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是平行四边形,且AB=1,BC=2,∠ABC=

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/08 14:10:22
(2015?广东模拟)如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是平行四边形,且AB=1,BC=2,∠ABC=60°,E为BC�
(2015?广东模拟)如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是平行四边形,且AB=1,BC=2,∠ABC=60°,E为BC的中点,AA1⊥平面ABCD.
(1)证明:平面A1AE⊥平面A1DE;
(2)若DE=A1E,试求异面直线AE与A1D所成角的余弦值.
(1)依题意,BE=EC=
1
2BC=AB=CD…(1分),
∴△ABE是正三角形,∠AEB=60°…(2分),
又∵△CDE中,∠CED=∠CDE=
1
2(180°-∠ECD)=30°…(3分)
∴∠AED=180°-∠CED-∠AEB=90°,即DE⊥AE…(4分),
∵AA1⊥平面ABCD,DE?平面ABCD,∴DE⊥AA1.…(5分),
∵AA1∩AE=A,∴DE⊥平面A1AE…(6分),
∵DE?平面A1DE,∴平面A1AE⊥平面A1DE.…(7分).
(2)取BB1的中点F,连接EF、AF,连接B1C,…(8分)
∵△BB1C中,EF是中位线,∴EF∥B1C
∵A1B1∥AB∥CD,A1B1=AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,可得B1C∥A1D
∴EF∥A1D…(9分),
可得∠AEF(或其补角)是异面直线AE与A1D所成的角…(10分).
∵△CDE中,DE=
3CD=
3=A1E=
A1A2+AE2,AE=AB=1
∴A1A=
2,由此可得BF=

2
2,AF=EF=

1
2+1=