在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别在BB1,DD1上,且AE⊥A1B,AF⊥A1D.

在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别在BB1,DD1上,且AE⊥A1B,AF⊥A1D.
(1)求证:A1C⊥平面AEF;
(2)若AB=3,AD=4,AA1=5,M是B1C1的中点,求AM与平面AEF所成角的大小;
(3)在(2)的条件下,求三棱锥D-AEF的体积.
三味书城 1年前 已收到1个回答 举报

青蛙洁洁 幼苗

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解题思路:(1)证明A1C⊥AE,A1C⊥AF,利用线面垂直的判定,即可证得A1C⊥面AEF;
(2)建立空间直角坐标系,用坐标表示
A1C
AM
,利用向量的夹角公式,即可求得AM与平面AEF所成的角;
(3)先计算DF,再利用等体积转化,即可求得三棱锥D-AEF的体积.

(1)证明:∵BC⊥面A1B,∴A1C在面A1B上的射影为A1B
∵A1B⊥AE,AE⊂面A1B,∴A1C⊥AE,
同理A1C⊥AF,
∵AE∩AF=A,
∴A1C⊥面AEF.
(2)以C为原点,射线CD、CB、CC1分别为x轴、y轴、z轴的正半轴,建立空间直角坐标系,
则C(0,0,0),A(3,4,0),A1(3,4,5),M(0,2,5).


A1C=(-3,-4,-5),

AM=(-3,-2,5)


A1C与

AM的夹角为θ,则cosθ=


A1C•

AM
|

A1C||

AM|=-
4
19
95
∴AM与平面AEF所成的角大小为arcsin
4
19
95.
(3)∵AF⊥A1D,∴△A1AD∽△ADF,∴
A1A
AD=
AD
DF,∴DF=
AD2
A1A=[16/5]
∴VD−AEF=VE−ADF=
1

1
2×AD×DF×AB=[1/3×
1
2×4×
16
5×3=
32
5].

点评:
本题考点: 用空间向量求直线与平面的夹角;直线与平面垂直的判定;直线与平面所成的角.

考点点评: 本题考查线面垂直,考查线面,考查三棱锥的体积,掌握线面垂直的判定,正确运用向量法求线面角是关键.

1年前

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