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(2011•东城区二模)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=5,D,E分别为BC,BB1的中点,四边形B

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/06/13 08:54:35
(2011•东城区二模)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=5,D,E分别为BC,BB1的中点,四边形B1BCC1是边长为6的正方形.
(Ⅰ)求证:A1B∥平面AC1D;
(Ⅱ)求证:CE⊥平面AC1D;
(Ⅲ)求二面角C-AC1-D的余弦值.
(2011•东城区二模)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=5,D,E分别为BC,BB1的中点,四边形B
证明:(Ⅰ)连接A1C,与AC1交于O点,连接OD.
因为O,D分别为AC1和BC的中点,
所以OD∥A1B.
又OD⊂平面AC1D,A1B⊄平面AC1D,
所以A1B∥平面AC1D.(4分)
证明:(Ⅱ)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,BB1⊥平面ABC,又AD⊂平面ABC,
所以BB1⊥AD.
因为AB=AC,D为BC中点,
所以AD⊥BC.又BC∩BB1=B,
所以AD⊥平面B1BCC1
又CE⊂平面B1BCC1
所以AD⊥CE.
因为四边形B1BCC1为正方形,D,E分别为BC,BB1的中点,
所以Rt△CBE≌Rt△C1CD,∠CC1D=∠BCE.
所以∠BCE+∠C1DC=90°.
所以C1D⊥CE.
又AD∩C1D=D,
所以CE⊥平面AC1D.                (9分)
(Ⅲ)如图,以B1C1的中点G为原点,建立空间直角坐标系.
则A(0,6,4),E(3,3,0),C(-3,6,0),C1(-3,0,0).
由(Ⅱ)知CE⊥平面AC1D,所以

CE=(6,−3,0)为平面AC1D的一个法向量.
设n=(x,y,z)为平面ACC1的一个法向量,

AC=(−3,0,−4),

CC1=(0,−6,0).


n•

AC=0
n•

CC1=0.可得