(2013•普陀区二模)如图,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是B1B、DC的中点.

(2013•普陀区二模)如图,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是B1B、DC的中点.
(1)求三棱锥E-FCC1的体积.
(2)求异面直线D1F与A1E所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
海甸村民 1年前 已收到1个回答 举报

msddssn24 幼苗

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解题思路:(1)根据给出的多面体是正方体,所以三角形ECC1的面积易求,且F点到面ECC1的高可求,把三棱锥E-FCC1的体积转化为三棱锥F-ECC1的体积,直接利用体积公式求解;
(2)取AB的中点G,连接A1G,则∠EA1G即为两异面直线D1F与A1E所成角,在△A1GE中直接利用余弦定理即可求解.

(1)由VE−FCC1=VF−ECC1
因给出的多面体为正方体,
所以FC⊥平面ECC1,且FC=1,
又△ECC1的底CC1=2,高为E到CC1的距离等于2,
所以S△ECC1=
1
2×2×2=2
VF−ECC1=[1/3×S△ECC1×FC=
1
3×1×2=
2
3]VE−FCC1=[2/3].

(2)如上图,取AB的中点为G,连接A1G,GE
由于A1G∥D1F,所以直线A1G与A1E所成的锐角或直角即为异面直线A1E与D1F所成的角.
在△A1GE中,A1G=
5,GE=
2,A1E=
5
由余弦定理得,cos∠GA1E=
5+5−2


5=
4
5>0
所以∠GA1E=arccos
4
5
即异面直线A1E与D1F所成的角的大小为arccos
4
5.

点评:
本题考点: 异面直线及其所成的角;棱柱、棱锥、棱台的体积.

考点点评: 本题考查空间点、线、面的位置关系及学生的空间想象能力、求异面直线角的能力.在立体几何中找平行线是解决问题的一个重要技巧,这个技巧就是通过三角形的中位线找平行线,如果试题的已知中涉及到多个中点,则找中点是出现平行线的关键技巧,此题是中档题.

1年前

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