
已知直三棱柱ABC-A1B1C1.中,側(cè)面AA1B1B為正方形, AB= BC = 2, E, F分別為AC和CC1的中點(diǎn),D為棱A1B1上的點(diǎn),BF丄A1B1.
(1) 證明:BF⊥DE;
⑵ 當(dāng)為B1D何值時(shí),面BB1C1C與面DFE所成的二面角的正弦值最?。?/p>
已知直三棱柱ABC-A1B1C1.中,側(cè)面AA1B1B為正方形, AB= BC = 2, E, F分別為AC和CC1的中點(diǎn),D為棱A1B1上的點(diǎn),BF丄A1B1.
(1) 證明:BF⊥DE;
⑵ 當(dāng)為B1D何值時(shí),面BB1C1C與面DFE所成的二面角的正弦值最?。?/p>
答案
(1)直棱柱ABC-A1B1C1,側(cè)面AA1B1B為正方形
所以A1B1=B1B=AB=BC=2
所以側(cè)面BB1C1C為正方形
取BC中點(diǎn)M,連接B1M和EM
因?yàn)镕為CC1重點(diǎn),所以B1M⊥BF
由已知BF⊥A1B1
且A1B1B1M=B1
所以BF⊥平面A1B1M
由于E為AC中點(diǎn),所以EM∥A1B1
所以EM平面A1B1M,所以BF⊥DE
(2)由(1)可知,A1B1⊥BF,且A1B1⊥B1B,所以A1B1⊥平面B1BCC1
以B為原點(diǎn),BC,BY,BB1為xyz軸建立空間直角坐標(biāo)系
設(shè)C(2,0,0),A(0,-2,0),B1(0,0,2)
C1(2,0,2),A1(0,-2,2),E(1,-1,0),F(xiàn)(2,0,1),D(0,n,2)
則向量EF=(1,1,1),向量FD=(-2,n,1)
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