在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,BB1=BC=1,E为D1C1的中点,连接ED,EC,EB和DB.

在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,BB1=BC=1,E为D1C1的中点,连接ED,EC,EB和DB.
(Ⅰ)求证:平面EDB⊥平面EBC;
(Ⅱ)A1C1和BD1所成的角的余弦值.
孤心ㄨ浪者 1年前 已收到1个回答 举报

pengxiaosi 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)在矩形C1D1DC中,根据勾股定理及其逆定理算出DE⊥EC,再由线面垂直的性质得到DE⊥BC,从而得到DE⊥平面EBC,结合面面垂直判定定理即可证出平面EDB⊥平面EBC;
(II)连接AC交DB于O点,取DD1的中点F,连接OF.根据平行四边形和三角形中位线定理,可得∠AOF(或其补角)就是异面直线A1C1和BD1所成的角.利用三角形中位线定理和勾股定理,分别算出AF=AO=
5
2
,OF=
6
2
,最后根据余弦定理算出cos∠FOA,即得A1C1和BD1所成的角的余弦值.

(Ⅰ)∵Rt△D1DE中,DD1=D1E=1
∴DE=
DD12+D1E2=
2,同理可得CE=
2,
∵DC=2,∴DE2+CE2=4=DC2,可得DE⊥EC
又∵BC⊥平面CC1D1D,DE⊂平面CC1D1D,∴DE⊥BC,
∵BC、CE是平面EBC内的相交直线,∴DE⊥平面EBC,
又∵DE⊂平面EDB,∴平面EDB⊥平面EBC-----------------------(6分)
(Ⅱ)连接AC,交DB于O点,取DD1的中点F,连接OF,
∵△BDD1中,O、F分别是BD、DD1的中点,∴OF∥BD1
又∵AC∥A1C1,∴∠AOF(或其补角)就是异面直线A1C1和BD1所成的角,----(8分)
Rt△ADF中,AF=
AD2+DF2=

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2,矩形ABCD中,AO=[1/2]AC=[1/2]
AB2+BC2=

5
2
∵长方体的对角线BD1=

点评:
本题考点: 异面直线及其所成的角;平面与平面垂直的判定.

考点点评: 本题给出特殊长方体,求证面面垂直并求异面直线所成的角,着重考查了线面垂直、面面垂直的判定与性质,异面直线所成角的定义及其求法等知识,属于基础题.

1年前

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