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(2004•湖北)如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,AC与BD交于点E,CB与CB1交于点F.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/21 15:11:29
(2004•湖北)如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,AC与BD交于点E,CB与CB1交于点F.
(I)求证:A1C⊥平BDC1
(II)求二面角B-EF-C的大小(结果用反三角函数值表示).
证明:(Ⅰ)∵A1A⊥底面ABCD,则AC是A1C在底面ABCD的射影.
∵AC⊥BD.∴A1C⊥BD.
同理A1C⊥DC1,又BD∩DC1=D,
∴A1C⊥平面BDC1
(Ⅱ)取EF的中点H,连接BH、CH,
∵BE=BF=

2
2,∴BH⊥EF.
同理CH⊥EF.
∴∠BHC是二面角B-EF-C的平面角.
又E、F分别是AC、B1C的中点,∴EF

.
1
2AB1.
∴△BEF与△CEF是两个全等的正三角形.
故BH=CH=

3
2BF=

6
4.
于是在△BCH中,由余弦定理,得cos∠BHC=
BH2+CH2−BC2
2BH•CH=
(

6
4)2+(

6
4)2−1