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如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E,F分别是棱BC,CC 1 上的点,CF=AB=2CE。A

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/24 15:46:35
如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E,F分别是棱BC,CC 1 上的点,CF=AB=2CE。AB:AD:AA 1 =1:2:4。
(1)求异面直线EF与A 1 D所成角的余弦值;
(2)证明AF⊥平面A 1 ED;
(3)求二面角A 1 -ED-F的正弦值。
如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E,F分别是棱BC,CC 1 上的点,CF=AB=2CE。A
(1)如图所示,建立空间直角坐标系,点A为坐标原点,设AB=1,依题意得D(0,2,0),F(1,2,1),A 1 (0,0,4),
(1)易得
于是
所以异面直线EF与A 1 D所成角的余弦值为
(2)易知

,于是
因此,AF⊥EA 1 ,AF⊥ED
又EA 1 ∩ED=E,
所以AF⊥平面A 1 ED;
(3)设平面EFD的法向量

不妨令x=1,可得u=(1,2,-1)
由(2)可知 为平面A 1 ED的一个法向量,于是
从而
所以二面角A 1 -ED-F的正弦值为