(2013•黄州区模拟)如图直三棱柱ABC-A′B′C′的侧棱长为3,AB⊥BC,且AB=BC=3,点E,F分别是棱AB

(2013•黄州区模拟)如图直三棱柱ABC-A′B′C′的侧棱长为3,AB⊥BC,且AB=BC=3,点E,F分别是棱AB,BC上的动点,且AE=BF.
(Ⅰ)求证:无论E在何处,总有CB′⊥C′E;
(Ⅱ)当三棱锥B-EB′F的体积取得最大值时,异面直线A′F与AC所成角的余弦值.
chenyuxi1 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(1)先由线线垂直证明线面垂直,再利用线面垂直的性质证明即可.
(2)利用函数求最值的方法,求解最值时符合的条件,再求解.

(Ⅰ)连接AC′、BC′,∵BB'C'C是正方形,∴B'C⊥BC'
又∵AB⊥BC,BB'⊥AB,∴AB⊥平面BB'C'C
∴B'C⊥AB,BC′∩AB=B
∴B'C⊥平面ABC',又∵C'E⊂平面ABC'
∴B'C⊥C'E
(Ⅱ)设AE=BF=m,∵直三棱柱ABC-A′B′C′,∴BB′为三棱锥B-EB′F的高,底面△BEF为直角三角形,
∴三棱椎B'-EBF的体积为V=
1
2m(3−m)≤
(m+3−m)2
4=
9
8.
当m=
3
2时取等号,故当m=
3
2即点E,F分别是棱AB,BC上的中点时,体积最大,
∵此时EF∥AC,∴∠A'FE|为异面直线AC与C′F所成的角;
∵EF=
3
2
2,AF=A′E=
3
5
2,A′F=
9
2,
∴|cos∠A′FE|=

2
2.

点评:
本题考点: 异面直线及其所成的角;直线与平面垂直的性质.

考点点评: 本题考查异面直线所成的角,及线面垂直的判定与性质.

1年前

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