题目内容
(本小题满分12分)
直三棱柱A1B1C1—ABC的三视图如图所示,D、E分别为棱CC1和B1C1的中点。
(1)求点B到平面A1C1CA的距离;
(2)求二面角B—A1D—A的余弦值;
(3)在AC上是否存在一点F,使EF⊥平面A1BD,若存在确定其位置,若不存在,说明理由.
解:(1)由已知得:CA=CB=CC1=2,∠ACB=90°
∴BC⊥AC
∴BC⊥平面A1C1CA
∴点B到平面A1C1CA的距离为2……………………………………………………(3分)
(2)如图建立空间直角坐标系
则B(0,2,0)D(0,0,1)A1(2,0,2)
设平面A1DB的法向量为
则
…………………………………………………………………………(6分)
而平面ACC1A1的法向量为
∴二面角B—A1D—A的大小为……………………………………(8分)
(3)存在F为AC的中点,使EF⊥平面A1BD
设F(x,0,0),由E(0,1,2)得
若EF⊥平面A1BD,则
由得x=1
∴F为AC的中点
∴存在F为AC的中点,使EF⊥平面A1BD………………………………(12分)
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