题目内容
在边长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是BC的中点,F是DD1的中点,
求点A到平面A1DE的距离;
求证:CF∥平面A1DE,
求二面角E-A1D-A的平面角大小的余弦值.
求点A到平面A1DE的距离;
求证:CF∥平面A1DE,
求二面角E-A1D-A的平面角大小的余弦值.
(1);(2)见解析;(3).\
利用向量法解决立体几何问题,要先建立坐标系,写出点的坐标,求出对应的向量.(1)说出建立坐标系的过程,写出需要的点的坐标,设平面A1DE的法向量是利用 可得根据点A到平面A1DE的距离是
求得.(2)要证线面平行,可证直线对应的向量与面的法向量垂直.结合(1)容易证出;(3)依题意得是面AA1D的法向量,由(1)得是平面A1DE的法向量,根据可求出二面角E-A1D-A的平面角大小的余弦值.
解:(1)分别以DA,DC,DD1为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则A(2,0,0), A1(2,0,2),E(1,2,0),
D(0,0,0), C(0,2,0), F(0,0,1), 则
设平面A1DE的法向量是
则,
取
点A到平面A1DE的距离是
.
(2),
,
所以,CF∥平面A1DE.
(3)是面AA1D的法向量,
.
求得.(2)要证线面平行,可证直线对应的向量与面的法向量垂直.结合(1)容易证出;(3)依题意得是面AA1D的法向量,由(1)得是平面A1DE的法向量,根据可求出二面角E-A1D-A的平面角大小的余弦值.
解:(1)分别以DA,DC,DD1为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则A(2,0,0), A1(2,0,2),E(1,2,0),
D(0,0,0), C(0,2,0), F(0,0,1), 则
设平面A1DE的法向量是
则,
取
点A到平面A1DE的距离是
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(2),
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所以,CF∥平面A1DE.
(3)是面AA1D的法向量,
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