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(2014•汕头一模)如图,已知ABCD-A1B1C1D1是棱长为3的正方体,点E在AA1上,点F在CC1上,且AE=F

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/22 16:52:47
(2014•汕头一模)如图,已知ABCD-A1B1C1D1是棱长为3的正方体,点E在AA1上,点F在CC1上,且AE=F1C=1.
(Ⅰ)求证:E、B、F、D1四点共面;
(Ⅱ)若点G在BC上,BG=
2
3
(Ⅰ)证明:在DD1上取一点N使得DN=1,
连接CN,EN,显然四边形CFD1N是平行四边形,
∴D1F∥CN.同理四边形DNEA是平行四边形,
∴EN∥AD,且EN=AD.又BC∥AD,且AD=BC,
∴EN∥BC,EN=BC,∴四边形CNEB是平行四边形.
∴CN∥BE.∴D1F∥BE.
∴E,B,F,D1四点共面.….(5分)
(Ⅱ)证明:∵GM⊥BF,∴△BCF∽△MBG,

MB
BC=
BG
CF,即
MB
3=

2
3
2.∴MB=1.….(7分)
∵AE=1,∴四边形ABME是矩形.∴EM⊥BB1.….(8分)
又∵平面ABB1A1⊥平面BCC1B1,且EM在平面ABB1A1内,
∴EM⊥面BCC1B1.….(10分)
(Ⅲ)∵EM⊥面BCC1B1,∴EM⊥BF,EM⊥MH,GM⊥BF.
∴∠MHE就是截面EBFD1和面BCC1B1所成锐二面角的平面角.….(12分)
∵∠EMH=90°,∴tanθ=
ME
MH,ME=AB=3,△BCF∽△MHB.
∴3:MH=BF:1.又∵BF=
22+32=
13,
∴MH=
3

13.∴tanθ=
ME
MH=
13.
所以cosθ=

14
14.…..(14分)