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如图,正方体ABCD—A1B1C1D1中,e是棱dd1的中点,①求平面a1be与

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/07 22:43:49
如图,正方体ABCD—A1B1C1D1中,e是棱dd1的中点,①求平面a1be与
如图,正方体ABCD—A1B1C1D1中,e是棱dd1的中点,①求平面a1be与平面abcd所成二面角的正切值②p是侧面cdd1c1上的一动点,且b1p//平面a1be,求直线b1p与平面cdd1c1所成角的正切值
(I)由题意可得:以A为原点,分别以直线AB、AD、AA1为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,不妨设正方体的棱长为1,且DF=x,则A1(0,0,1),A(0,0,0),B(1,0,0),D(0,1,0),B1(1,0,1),D1(0,1,1),E(1,12,0),F(x,1,0)
所以D1E→=(1,-12,-1),AB1→=(1,0,1),AF→=(x,1,0)
由D1E⊥面AB1F⇔D1E→⊥AB1→且D1E→⊥AF→,
所以{D1E→•AB1→=0D1E→•AF→=0,可解得x=12
所以当点F是CD的中点时,D1E⊥平面AB1F.
(II)当D1E⊥平面AB1F时,F是CD的中点,F(12,1,0)
由正方体的结构特征可得:平面AEF的一个法向量为m→=(0,0,1),
设平面C1EF的一个法向量为n→=(x,y,z),
在平面C1EF中,EC1→=(0,12,1),EF→=(-12,12,0),
所以{EC1→•n→=0EF→•n→=0,即{y=-2zx=y,
所以取平面C1EF的一个法向量为n→=(2,2,-1),
所以cos<m→,n→>=-13,
所以<m→,n→>=π-arccos13,
又因为当把m→,n→都移向这个二面角内一点时,m→背向平面AEF,而n→指向平面C1EF,
所以二面角C1-EF-A的大小为π-arccos13
又因为BA1→=(-1,0,1),
所以cos<BA1→,n→>=-22,
所以<BA1→,n→>=135∘,
∴BA1与平面C1EF所成的角的大小为45°.
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