如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6,AC=3,D,E分别是AC,AB上的点,且DE∥BC,DE=4,将△AD

如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6,AC=3,D,E分别是AC,AB上的点,且DE∥BC,DE=4,将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1C⊥CD,如图2.
(1)求证:A1C⊥平面BCDE;
(2)过点E作截面EFH∥平面A1CD,分别交CB于F,A1B于H,求截面EFH的面积;
(3)线段BC上是否存在点P,使平面A1DP与平面A1BE成600的角?说明理由.
111食人鱼 1年前 已收到1个回答 举报

章宇 幼苗

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解题思路:(1)证明DE⊥平面A1CD,可得A1C⊥DE,利用A1C⊥CD,CD∩DE=D,即可证明A1C⊥平面BCDE;(2)过点E作EF∥CD交BC于F,过点F作FH∥A1C交A1B于H,连结EH,则截面EFH∥平面A1CD,从而可求截面EFH的面积;(3)假设线段BC上存在点P,使平面A1DP与平面A1BE成60°的角,建立坐标系,利用向量知识,结合向量的夹角公式,即可求出结论.

(1)证明:∵CD⊥DE,A1D⊥DE,CD∩A1D=D,
∴DE⊥平面A1CD.
又∵A1C⊂平面A1CD,∴A1C⊥DE.
又A1C⊥CD,CD∩DE=D,
∴A1C⊥平面BCDE…(4分)
(2)过点E作EF∥CD交BC于F,过点F作FH∥A1C交A1B于H,连结EH,则截面EFH∥平面A1CD.
因为四边形EFCD为矩形,所以EF=CD=1,CF=DE=4,从而FB=2,HF=
1
3A1C=

3
3.
∵A1C⊥平面BCDE,FH∥A1C,
∴HF⊥平面BCDE,∴HF⊥FE,
∴S△HFE=

3
6.…(8分)
(3)假设线段BC上存在点P,使平面A1DP与平面A1BE成60°的角.
设P点坐标为(a,0,0),则a∈[0,6].
如图建系C-xyz,则D(0,1,0),A(0 ,0 ,
3),B(6,0,0),E(4,1,0).


A1B=(6,0,−
3),

BE=(−2 ,1,0).
设平面A1BE法向量为

n=(x ,y ,z),




A1B•

n=0


BE•

n=0,

6x−
3z=0
−2x+y=0∴

z=2
3x
y=2x,∴

n=(1,2,2
3),
设平面A1DP法向量为

n1=(x1 ,y1 ,z1),因为

A1P=(a,0−
3),

DP=(a, −1,0).


ax1−
3z1=0
ax1−y1=0,∴

z1=

3
3ax1
y1=ax1,∴

n1=(3, 3a,
3a).
则cos<

n1,

n>=


n1•

n
|

n1|•|

n|=
12a+3

17•
12a2+9=[1/2],∴5656a2-96a-141=0,
解得a=
24±
717
28
∵0<a<,6∴a=
24+
717
28
所以存在线段BC上存在点P,使平面A1DP与平面A1BE成60°的角.…(12分)

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.

考点点评: 本题考查线面平行,考查线面角,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

1年前

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