如图,已知直平行六面体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,AD⊥BD,AD=BD=a,E是CC 1 的中点,A

如图,已知直平行六面体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,AD⊥BD,AD=BD=a,E是CC 1 的中点,A 1 D⊥BE.
(Ⅰ)求证:A 1 D⊥平面BDE;
(Ⅱ)求二面角B-DE-C的大小;
(Ⅲ)求点B到平面A 1 DE的距离.
xa9386 1年前 已收到1个回答 举报

YJLANGEL 幼苗

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(Ⅰ)证明:∵直平行六面体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,AA 1 ⊥面ABCD
又∵AD⊥BD,∴A 1 D⊥BD.…(2分)
又A 1 D⊥BE,∴A 1 D⊥平面BDE.…(3分)
(Ⅱ)连B 1 C.∵A 1 B 1 ∥ CD,∴B 1 C ∥ A 1 D.∵A 1 D⊥BE,∴B 1 C⊥BE,
∴∠BB 1 C=∠CBE,∴Rt△BB 1 C ∽ Rt△CBE,

BC
B B 1 =
CE
BC .∵ CE=
1
2 B B 1 ,BC=AD=a ,∴
1
2 B
B 21 =B C 2 = a 2 ,∴ B B 1 =
2 a .…(5分)
取CD中点M,连BM.∵ CD=
2 a ,∴ BM=

2
2 a .
过M作MN⊥DE于N,连BN.∵平面CD 1 ⊥平面BD,BM⊥CD,∴BM⊥平面CD 1
∴BN⊥DE,∴∠BNM就是二面角B-DE-C的平面角.…(7分)∵ sin∠MDN=
MN
DM =
CE
DE ,DE=
C E 2 +C D 2 =
(

2
2 a) 2 + (
2 a) 2 =

5
2 a ,
∴ MN=
a

10 .在Rt△BMN中, tan∠BNM=
BM
MN =
5 ,∴ ∠BNM=arctan
5 .
即二面角B-DE-C等于 arctan
5 .…(9分)
(Ⅲ)∵A 1 D⊥平面BDE,BN⊂平面BDE,∴A 1 D⊥BN.…(10分)
又∵BN⊥DE,∴BN⊥平面A 1 DE,即BN的长就是点B到平面A 1 DE的距离.…(11分)
∵ BM=

2
2 a,MN=
a

10 ,∴ BN=
B M 2 +M N 2 =

15
5 a ,
即点B到平面A 1 DE的距离为

15
5 a .…(12分)

1年前

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