如图,在长方体AC1中,AB=BC=2,,点E、F分别是面A1C1、面BC1的中心.(1)求证:BE//平面D1AC;(2)求证:AF⊥BE;(3)求异面直线AF与BD所成角的余弦值。-高二数学

题目简介

如图,在长方体AC1中,AB=BC=2,,点E、F分别是面A1C1、面BC1的中心.(1)求证:BE//平面D1AC;(2)求证:AF⊥BE;(3)求异面直线AF与BD所成角的余弦值。-高二数学

题目详情

如图,在长方体AC1中,AB=BC=2,,点E、F分别是面A1C1、面BC1的中心.

(1)求证:BE//平面D1AC;
(2)求证:AF⊥BE;
(3)求异面直线AF与BD所成角的余弦值。
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)详见解析;(2)详见解析;(3)

试题分析:(1)连接交于点,连接,证为平行四边形得//,根据线面平行的判定定理即可证得//平面。(2)用空间向量法证两向量数量积为0。(3)用空间向量法求两向量所成角的余弦值,但应注意两空间向量所成角范围为,异面直线所成角范围为,所以其余弦值应为正数。
试题解析:
(1)(方法一)连接交于点,连接,由长方体知//
所以四边形为平行四边形,所以//,又平面
,故//平面。            (4分)

(方法二)以为坐标原点,所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,
,
,.,,,
从而,故故//平面。 (4分)
(2)由(1)的方法二可知
,   (6分)
.    (7分)
所以              (8分)
(3)由(1)、(2)知,,设异面直线AF与BD所成
的角为q,则
故异面直线所成角的余弦值为                 (12分)

更多内容推荐