在Rt△C1AC中,tan, ???12分
故∠C1AC=30°
∴平面AFC1与平面ABCD所成二面角的大小为30°或150°。 ???12分
解法二:
设AC∩BD=0,因为M、O分别为C1A、CA的中点,所以,MO∥C1C,
又由直四棱柱知C1C⊥平面ABCD,所以MO⊥平面ABCD。
在棱形ABCD中,BD⊥AC,所以,OB、OC、OM两两垂直。
故可以O为原点,OB、OC、OM所在直线分别为x轴、y轴、z轴如图建立空间直角坐
标系
若设|OB|=1,则B(1,0,0),B1(1,0,2),
(3)由(2)知BD⊥ACC1A1,又AC1ACC1A1,
∴BD⊥AC1,∴BD∥NA,∴AC1⊥NA。
又由BD⊥AC可知NA⊥AC,
∴∠C1AC就是平面AFC1与平面ABCD所成二面角的平面角或补角。 ???10分
故NA∥BD,∴NA⊥平面ACC1A1,又因为NA平面AFC1
∴平面AFC1⊥ACC1A1
又∵AC∩A1A=A,AC,AA平面ACC1A1。
∴BD⊥平面ACC1A1。 ?????????????????7分
在四边形DANB中,DA∥BN且DA=BN,所以四边形DANB为平行四边形
又∵BD平面ABCD, ∴A1A⊥BD。
∵四边形ABCD为菱形,∴AC⊥BD。
又MF平面ABCD,AN平面ABCD。
∴MF∥平面ABCD。 ???5分
(2)证明:连BD,由直四棱柱ABCD―A1B1C1D1
可知A1A⊥平面ABCD,
所以F为C1N的中点,B为CN的中点。????2分
又M是线段AC1的中点,故MF∥AN。?????3分
19.解法一:
(1)延长C1F交CB的延长线于点N,连接AN。因为F是BB1的中点,
∴
?????????????????11分