题目内容

如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是∠ABC为直角的等腰直角三角形,AC=2a,BB1=3a,D是A1C1的中点,点F在线段AA1上,当AF=________时,CF⊥平面B1DF.

 

 

a或2a

【解析】法一:由已知得B1D⊥平面AC1,

又CF?平面AC1,∴B1D⊥CF,

故若CF⊥平面B1DF,则必有CF⊥DF.

设AF=x(0<x<3a),则CF2=x2+4a2,

DF2=a2+(3a-x)2,又CD2=a2+9a2=10a2,

∴10a2=x2+4a2+a2+(3a-x)2,

解得x=a或2a.

法二:分别以BA、BC、BB1所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系B-xyz,

则B(0,0,0),B1(0,0,3a),设F(a,0,m),D,C(0,a,0),

=(a,-a,m),=,=(a,0,m-3a),

∵CF⊥面B1DF,∴CF⊥B1F,⊥,即·=0,·=0,

可得2a2+m(m-3a)=0,解得m=a或2a.

 

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