作业帮 > 数学 > 作业

已知平行六面体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 的底面为正方形,O 1 ,O分别为上、下底面的中心,且A 1 在

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/17 05:13:25
已知平行六面体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 的底面为正方形,O 1 ,O分别为上、下底面的中心,且A 1 在底面ABCD的射影是O。
(Ⅰ)求证:平面O 1 DC⊥平面ABCD;
(Ⅱ)若点E,F分别在棱AA 1 ,BC上,且AE=2EA 1 ,问点F在何处时,EF⊥AD;
(Ⅲ)若∠A 1 AB=60°,求二面角C-AA 1 -B的大小(用反三角函数表示)。
(Ⅰ)证明:连结 ,则O为AC,BD的交点,O 1 为A 1 C 1 的交点。
由平行六面体的性质知:
∴四边形 为平行四边形,
平面ABCD,
平面ABCD,
平面
∴平面 ⊥平面ABCD。
(Ⅱ)作EH⊥平面ABCD,垂足为H,则 ,点H在直线AC上,
且EF在平面ABCD上的射影为HF。
由三垂线定理及其逆定理,知

∴AH=2HO,从而CH=2AH,

∴CF=2BF,从而
∴当F为BC的三等分点(靠近B)时,有EF⊥AD。
(Ⅲ)过点O作 ,垂足为M,连接BM,
平面ABCD,


∴OB⊥平面
由三垂线定理得
∴∠OMB为二面角 的平面角,
在Rt△AMB中, ,∴
,∴

即二面角的大小为