如图,在直四棱柱 ABCD - A 1 B 1 C 1 D 1 中,底面 ABCD 是梯形 BC ∥ AD ,∠ DAB

如图,在直四棱柱 ABCD A 1 B 1 C 1 D 1 中,底面 ABCD 是梯形 BC AD ,∠ DAB =90°, AB BB 1 =4, BC =3, AD =5, AE =3, F G 分别为 CD C 1 D 1 的中点.

(1)求证: EF ⊥平面 BB 1 G
(2)求二面角 E BB 1 G 的大小.
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youxi83 幼苗

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(1) 略
(2)

(1)

连接 FG  ∵ F 、 G 分别为 CD 、 C 1 D 1 的中点,
∴ FG CC 1  从而 FG BB 1
∴ B 、 B 1 、 F 、 G 四点共面.
连接 BF 并延长与 AD 的延长线交于点 H .
∵ F 为 CD 的中点,且 BC ∥ A D .
∴△ HFD △ BFC  ∴ DH = BC =3
∴ EH = DE + DH =5. 又∵ BE =5,且 F 为 BH 的中点.
∴ EF ⊥ BF ,又∵ BB 1 ⊥平面 ABCD ,且 EF 平面 ABCD 内.
∴ BB 1 ⊥ EF  ∴ EF ⊥平面 BB 1 GF .  从而 EF ⊥平面 BB 1 G .
(2)二面角 E - BB 1 - G 的大小等于二面角 F - BB 1 - E 的大小
∵ EF ⊥平面 FBB 1  且 EB ⊥ BB 1   FB ⊥ BB 1
即∠ EBF 为二面角 F ­- BB 1 - E 的平面角
在△ EFB 中, EB =5, EF = . ∴
∴∠ EBF =  ∴二面角 E - BB 1 - G 的大小为
解法2:以 A 为坐标原点, AB 为 x 轴, AA 1 为 y 轴, AD 为 Z 轴建立空间直角坐标系,
则 E (0,0,3)、 F (2,0,4)、 G (2,4,4)、 B (4,0,0)、 B 1 (4,4,0)
(1)

∴ EF ⊥ BB 1 , EF ⊥ B 1 G  ∴ EF ⊥平面 BB 1 G
(2)∵ EF ⊥平面 BB 1 G  ∴ 为平面 BB 1 G 的一个法向量
设平面 EBB 1 的一个 法向量为
 
 解得 ,取


∴二面角 E - BB 1 - G 的大小为

1年前

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