如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,AC与BD交于点E,CB与CB1交于点F,(Ⅰ)求证:A1C⊥平面BDC1;(Ⅱ)求二面角B-EF-C的大小(结果用反三角函数值表示)。-高三数学
解:(Ⅰ)∵A1A⊥底面ABCD,则AC是A1C在底面ABCD的射影,∵AC⊥BD,∴A1C⊥BD,同理A1C⊥DC1,又BD∩DC1=D,∴A1C⊥平面BDC1。(Ⅱ)取EF的中点H,连结BH、CH,, ∴BH⊥EF,同理CH⊥EF,∴∠BHC是二面角B-EF-C的平面角,又E、F分别是AC、B1C的中点,∴EF,∴△BEF与△CEF是两个全等的正三角形,故,于是在△BCH中,由余弦定理,得, ∴,故二面角B-EF-C的大小为。
题目简介
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,AC与BD交于点E,CB与CB1交于点F,(Ⅰ)求证:A1C⊥平面BDC1;(Ⅱ)求二面角B-EF-C的大小(结果用反三角函数值表示)。-高三数学
题目详情
(Ⅰ)求证:A1C⊥平面BDC1;
(Ⅱ)求二面角B-EF-C的大小(结果用反三角函数值表示)。
答案
解:(Ⅰ)∵A1A⊥底面ABCD,
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则AC是A1C在底面ABCD的射影,
∵AC⊥BD,
∴A1C⊥BD,同理A1C⊥DC1,
又BD∩DC1=D,
∴A1C⊥平面BDC1。
(Ⅱ)取EF的中点H,连结BH、CH,
∴BH⊥EF,同理CH⊥EF,
∴∠BHC是二面角B-EF-C的平面角,
又E、F分别是AC、B1C的中点,
∴EF
∴△BEF与△CEF是两个全等的正三角形,
故
于是在△BCH中,由余弦定理,
得
∴
故二面角B-EF-C的大小为