如图,已知ABCD-A1B1C1D1 是棱长为3的正方体,点E在AA1上,点F在CC1上,且AE=FC1=1,

如图,已知ABCD-A1B1C1D1 是棱长为3的正方体,点E在AA1上,点F在CC1上,且AE=FC1=1,
(1)求证:E,B,F,D1四点共面;
(2)求点B1到平面EBFD1的距离;
(3)用θ表示截面EBFD1和面BCC1B1所成锐二面角大小,求tanθ.
gggdnvAU 1年前 已收到1个回答 举报

超级大富豪 幼苗

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解题思路:(1)四点共面问题通常我们将它们变成两条直线,然后证明这两条直线平行或相交,根据公理3的推论2、3可知,它们共面.
(2)先求出平面的法向量,再求出平面的斜线BB1所在的向量在法向量上的射影即可.
(3)分别求出两个平面的法向量,再根据两个向量的有关运算求出两个向量的夹角,进而转化为二面角的平面角的余弦值求出答案即可.

(1)证明:如图:在DD1上取一点N使得DN=1,
连接CN,EN,则AE=DN=1.CF=ND1=2、
因为CF∥ND1
所以四边形CFD1N是平行四边形,
所以D1F∥CN.
同理四边形DNEA是平行四边形,所以EN∥AD,且EN=AD,
又BC∥AD,且AD=BC,所以EN∥BC,EN=BC,
所以四边形CNEB是平行四边形,
所以CN∥BE,
所以D1F∥BE,
所以E,B,F,D1四点共面.
(2)设向量

BP=(x,y,z),并且与截面EBFD1垂直,所以

BP⊥

BE,

BP⊥

BF.
因为

BE=(−3,0,1),

BF=(0,−3,2),
所以

点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;平面的基本性质及推论;点、线、面间的距离计算.

考点点评: 解决此类问题的关键是熟练掌握几何体的结构特征,进而得到空间中点、线、面的位置关系,结合有关定理进行证明即可,并且也有利于建立空间之间坐标系,利用向量的有关知识解决空间角与空间距离等问题.

1年前

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