题目内容

(09年宣武区二模文)(13分)

如图,在棱长为1的正方体ABCD―A1B1C1D1中,点E是棱BC的中点,点F是棱CD的中点。

   (1)求证:D1E⊥平面AB1F;

   (2)求二面角C1―EF―A的余弦值。

解析:解法1:(1)连结A1B,则D1E在侧面ABB1A1上的射影是A1B,

又∵A1B⊥AB1

∴D1E⊥AB1

连结DE,

∵D1E在底面ABCD上的射影是DE,E、F均为中点,

∴DE⊥AF,

∴D1E⊥AF

∵AB1∩AF=A

∴D1E⊥平面AB1F   …………………6分

   (2)∵C1C⊥平面EFA,连结AC交EF于H,

则AH⊥EF,

连结C1H,则C1H在底面ABCD上的射影是CH,

∴C1H⊥EF,

∴∠C1HA为二在角C1―EF―A的平面角,它是∠C1HC的邻补角。

解法2:(1)以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系。

   (2)由已知得为平面EFA的一个法向量,

∵二面角C1―EF―A的平面角为钝角,

∴二面角C1―EF―A的余弦值为   ………………13分
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