题目内容
(本小题满分14分)如图,正方体
的棱长为2
,E为AB的中点.(Ⅰ)求证:
(Ⅱ)求异面直线BD1与CE所成角的余弦值;(Ⅲ)求点B到平面
的距离.

(Ⅰ) 见解析 (Ⅱ)
(Ⅲ)
法一:(1)连接BD,由已知有
得
…………1分
又由ABCD是正方形,得:
……2分 ∵
与
相交,∴
……3分
(2)延长DC至G,使CG=EB,,连结BG、D1G ,∵CG∥EB ,∴四边形EBGC是平行四边形.
∴BG∥EC. ∴
就是异面直线BD1与CE所成角…………………………5分
在
中,
…………………6分

异面直线
与CE所成角的余弦值是
………8分
(3)∵
∴
又∵
∴ 点E到
的距离
,有:
,…………11分
又由
, 设点B到平面
的距离为
,
则
, 有
,
, 所以点B到平面
的距离为
…14分
解法二:(1)见解法一…3分
(2)以D为原点,DA、DC、
为
轴建立空间直角坐标系,则有B(2,2,0)、
(0,0,2)、E(2,1,0)、C(0,2,0)、
(2,0,2)∴
(-2,-2,2),
(2,-1,0)………5分
……7分即余弦值是
8分
(3)设平面
的法向量为
, 有:
,
,…8分
由:
(0,1,-2),
(2,-1,0)………9分
可得:
,令
,得
………11分
由
(0,1,0)有:点B到平面
的距离为
…14分
得
又由ABCD是正方形,得:
(2)延长DC至G,使CG=EB,,连结BG、D1G ,∵CG∥EB ,∴四边形EBGC是平行四边形.
∴BG∥EC. ∴
在
(3)∵
又由
则
解法二:(1)见解法一…3分
(2)以D为原点,DA、DC、
(3)设平面
由:
可得:
由
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