如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,已知DC=DD1=2AD=2AB,AD⊥DC,AB∥DC。(1)设E是DC的中点,求证:D1E∥平面A1BD;(2)求二面角A1-BD-C1的余弦值。-高

题目简介

如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,已知DC=DD1=2AD=2AB,AD⊥DC,AB∥DC。(1)设E是DC的中点,求证:D1E∥平面A1BD;(2)求二面角A1-BD-C1的余弦值。-高

题目详情

如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,已知DC=DD1=2AD=2AB,AD⊥DC,AB∥DC。
(1)设E是DC的中点,求证:D1E∥平面A1BD;
(2)求二面角A1-BD-C1的余弦值。
题型:解答题难度:中档来源:山东省高考真题

答案

解:(1)证明:连结B,则四边形DABE为正方形
∴BE=AD=A1D1,且BE∥AD∥A1D1
∴四边形A1D1EB为平行四边形
∴D1E∥A1B
又D1E平面A1BD,A1B平面A1BD,
∴D1E∥平面A1BD。
(2)以D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x轴,y轴, z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,不妨设DA=1,则 D(0,0,0),A(1,0,0),B(1,1,0),C1(0,2,2),A1(1,0,2)

n=(x,y,z)为平面A1BD 的一个法向量,由

取z=1,则n=(-2,2,1)

m=(x1,y1,z1)为平面C1BD的一个法向量


取z1=1,则m=(1,-1,1)
mn的夹角为α,二面角A1-BD-C1为θ,显然θ为锐角


即所求二面角A1-BD-C1的余弦值为

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