如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,BC=2,CC1=5,M为棱CC1上一点.(1)若C1M=32,求异面直线A1M和C1D1所成角的正切值;(2)是否存在这样的点M使得BM⊥平

题目简介

如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,BC=2,CC1=5,M为棱CC1上一点.(1)若C1M=32,求异面直线A1M和C1D1所成角的正切值;(2)是否存在这样的点M使得BM⊥平

题目详情

如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,BC=2,CC1=5,M为棱CC1上一点.
(1)若C1M=
3
2
,求异面直线A1M和C1D1所成角的正切值;
(2)是否存在这样的点M使得BM⊥平面A1B1M?若存在,求出C1M的长;若不存在,请说明理由.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)过点M作MNC1D,交D1D于N,连接A1N,
则∠A1MN或其补角就是异面直线A1M和C1D1所成角
在Rt△A1NM中,AB=1,A1N=
22+(class="stub"3
2
)2
=class="stub"5
2

∴tan∠A1MN=
A1N
MN
=class="stub"5
2

由此可得,当C1M=class="stub"3
2
时,异面直线A1M和C1D1所成角的正切值为class="stub"5
2

(2)∵A1B1⊥平面BB1C1C,BM⊆平面BB1C1C,
∴A1B1⊥BM,
因此可得:只要B1M⊥BM,就有BM⊥平面A1B1M.
假设存在M点,使得BM⊥平面A1B1M,设C1M=x
则矩形BB1C1C中,B1M⊥BM,所以∠MB1C1=∠MBB1
∴Rt△B1MBRt△MB1C1,所以
C1M
B1M
=
B1M
B1B

∴B1M2=B1B•C1M,可得4+x2=5x,解之得x=1或4
∴当C1M的长为1或4时,存在点M使得BM⊥平面A1B1M.

更多内容推荐