精英家教网 > 高中数学 > 题目详情
如图,已知直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面ABCD是直角梯形,∠DAB

=90°,ABDC,AB=2,AD=DC=1,AA1=2,EBC1的中点.

(1)求证:AB1BC1;

(2)若F是棱DD1上的一点,当的值为多少时,能使二面角F-AC-E为直二面角?请给出证明.

解法一:(1)证明:建立如图所示的空间直角坐标系Axyz,则依题设知

A(0,0,0),B(0,2,0),B1(0,2,),C1(1,1,),                                                       

=(0,2,),=(1,-1,).                                                                ?

·=(0,2,)·(1,-1,)?

=0×1+2×(-1)+ ×=0.                                                                                    ?

AB1BC1.                                                                                                          ?

(2)设F(1,0,A),∵C(1,1,0),E(,,),?

=(1,1,0),=(1,-1,0).?

=(,,)-(1,1,0)=(-,,),?

=(1,1,0)-(1,0,A)=(0,1,-A),?

·=(1,1,0)·(1,-1,0)=0,·=(1,1,0)·(-,,)=0,?

ACBC,ACCE.                                                                                                ?

若使二面角F-AC-E为直二面角,只需ECFC即可,这样面FAC⊥面ACE.?

·=(0,1,-A)·(-,,)=-A,?

·=0时,得A=,即F(1,0,),                                                      ?

故当=1时,二面角F-AC-E为直二面角.                                                           ?

解法二:(1)证明:∵AB=2,AC==,∠CAB=45°,                                 ?

易知∠ABC=45°,∴∠ACB=90°,故AC⊥面CBB1C1.??

又∵AA1=,BC=ABsin45°=,?

故四边形CBB1C1为正方形.连结EB1,则B1CC1B.                                                  ?

由三垂线定理可得,AB1BC1.                                                                                 ?

(2)∵AC⊥面CBB1C1,?

B1CAC.若使二面角F-AC-E为直二面角,只需B1CFC即可,这样面FAC⊥面ACB1.

?

连结A1B,A1C1,ACA1C1,∴A1C1⊥面CBB1C1.由三垂线定理可得,A1BCB1,当F为棱DD1的中点时,易证FCA1B,此时有CB1FC,故当=1时,二面角F-AC-E为直二面角.  

练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

精英家教网如图,已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是直角梯形,AB⊥BC,AB∥CD,E,F分别是棱BC,B1C1上的动点,且EF∥CC1,CD=DD1=1,AB=2,BC=3.
(Ⅰ)证明:无论点E怎样运动,四边形EFD1D都为矩形;
(Ⅱ)当EC=1时,求几何体A-EFD1D的体积.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:

精英家教网如图,已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面边长和侧棱长均为1,且满足∠BAD=60°,O1为A1C1的中点.
(1)求证:BD⊥A1C;
(2)求证:AO1∥平面C1BD;
(3)设BB1的中点为M,过A,C1和M作一截面,求所得截面面积.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:

如图,已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是边长为4的菱形,∠BAD=60°,AA1=6,P是棱AA1的中点.求:
(1)截面PBD分这个棱柱所得的两个几何体的体积;
(2)三棱锥A-PBD的高.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2012年高考数学模拟系列试卷1(文科)(解析版) 题型:解答题

如图,已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是直角梯形,AB⊥BC,AB∥CD,E,F分别是棱BC,B1C1上的动点,且EF∥CC1,CD=DD1=1,AB=2,BC=3.
(Ⅰ)证明:无论点E怎样运动,四边形EFD1D都为矩形;
(Ⅱ)当EC=1时,求几何体A-EFD1D的体积.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2011年浙江省高考数学模拟试卷1(文科)(解析版) 题型:解答题

如图,已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是直角梯形,AB⊥BC,AB∥CD,E,F分别是棱BC,B1C1上的动点,且EF∥CC1,CD=DD1=1,AB=2,BC=3.
(Ⅰ)证明:无论点E怎样运动,四边形EFD1D都为矩形;
(Ⅱ)当EC=1时,求几何体A-EFD1D的体积.

查看答案和解析>>

同步练习册答案