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如图,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、M、H分别为A1D1、CC1、AB、DB1的中点.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/17 08:01:53
如图,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、M、H分别为A1D1、CC1、AB、DB1的中点.
(1)求证:EF∥平面ACD1
(2)求证:MH⊥B1C;
(3)在棱BB1上是否存在一点P,使得二面角P-AC-B的大小为30°?若存在,求出BP的长;若不存在,请说明理由.
(1)取AA1的中点G,连接GF,则GF∥AC,
连接GE取AA1的中点G,连接GF,则GF∥AC,
则GE∥AD1
∴平面ACD1∥平面GFE.
又∵EF⊂平面GFE,
∴EF∥平面ACD1
(2)连接AC1
∵H为DB1的中点,
∴H为AC1的中点,连接BC1,设BC1交B1C于点O,
∵M为AB的中点,
∴MH∥BC1
在正方形BCC1B1中,BC1⊥B1C,
∴MH⊥B1C.
(3)如图,分别以DA、DC、DD1所在的直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系D-xyz,
则由已知得D(0,0,0),A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),B1(2,2,2).
设点P(2,2,t)(0<t≤2),
平面ACP的一个法向量为n=(x,y,z),则

n•

AC=0
n•

AP=0.


AC=(-2,2,0),

AP=(0,2,t),


−2x+2y=0
2y+tz=0