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在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是棱DD1中点1)求直线BE和平面ABA1B1所成的角的正弦值;

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/22 00:11:13
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是棱DD1中点1)求直线BE和平面ABA1B1所成的角的正弦值;

(2)在棱C1D1上是否存在棱C1D1上是否存在B1F//平面A1BE?若存在,给出证明,若不存在,说明理由.

能用空间向量证一下么
郭敦顒回答:
(1)过E作EG⊥平面ABA1B1于G 则G为AA1的中点,连BG,则∠EBG即为直线BE和平面ABA1B1所成的角
设正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长AB=1,
∴EG=1,BE=√(1²+1²+0.5²)=√2.25=1.5,
∴sin∠EBG=EG/BE=1/1.5==2/3=0.666667
(2)取CD中点J,连BJ;上,在C1D1的延长线上取点K,且D1K=C1D1/2,则JK∥A1B,且JK=A1B,
∴A1BJK是平行四边形.平面A1BE在平行四边形A1BJK上.
∴BJ=A1K,且BJ∥A1K.
在C1D1上取其中点F,
∵FK=FD1+G1K=1/2+1/2=C1D1=AB1,
∴FK=AB1,又FK∥AB1,∴A1B1FK为平行四边形,
∴B1F//A1K,B1F//平面A1BE,
∴在棱C1D1上存在F,使得B1F//平面A1BE.
L
K
A1 D1
H F
C1
B1 E
A D
J
I B C
再问: 可以用空间向量方法证明么
再答: 郭敦顒继续回答: 没有前面的分析证明,就不能由平面A1BE拓展到平面A1BE,和平行四边形A1B1FK,于是有B1F//A1K, B1F//平面A1BE, 还有Rt⊿B1C1F≌Rt⊿BCJ,且平面B1C1F//平面BCJ, ∴B1F=/BJ,且B1F//BJ,BJ在平行四边形A1B1FK上,即在平面A1BE上, ∴亦证得B1F//平面A1BE。 用空间向量方法去证明B1F//平面A1BE,但向量方法却不能独立地找出它们之间的平行、相交或为异面直线间的关系。所以不能用向量方法独立证明B1F//平面A1BE。 而已经证明了B1F//平面A1BE后,可以表明相关向量关系—— ∵B1F=/ BJ,且B1F//BJ 又向量B1B⊥向量B1F,向量B1B⊥向量BJ, ∴向量B1F×向量BJ=向量0。 (若从过点B1作B1P⊥平面A1BE于P,找点P的相互关系,则非常复杂而且还要进一步在平面A1BE上过P作直线…)