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如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=AA1=2,∠ACB=90°,D、E分别为AC、AA1的中点.点F为

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/06/02 21:36:44
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=AA1=2,∠ACB=90°,D、E分别为AC、AA1的中点.点F为
棱AB上的点.
(Ⅰ)当点F为AB的中点时.
(1)求证:EF⊥AC1
(2)求点B1到平面DEF的距离.
(Ⅱ)若二面角A-DF-E的大小为
π
4
,求
AF
FB
(I)(1)∵DF∥BC,BC⊥AC,
∴DF⊥AC,
∵平面ACC1A1⊥平面ABC,
∴DF⊥平面ACC1A1
∴DF⊥AC1
∵ACC1A1是正方形,
∴AC1⊥DE,
∴AC1⊥面DEF,
∴AC1⊥EF,即EF⊥AC1
(2)∵B1C1∥BC,BC∥DF,
∴B1C1∥平面DEF,
∴点在B1到平面DEF的距离等于点C1到平面DEF的距离,
∴DF⊥平面ACC1A1
∴平面DEF⊥平面ACC1A1
∵AC1⊥DE,
∴AC1⊥平面DEF,
设AC1∩DE=O,
则C1O就是点C1到平面DEF的距离.
∵在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=AA1=2,
∴AA1C1C是边长为2的正方形,
∴AC1=
22+22=2
2,
连接A1C,交AC1于O1
则AO1=C1O1=
2,
∵D是AC的中点,
∴OO1=

2
2,
∴C1O=
3
2
2.
(Ⅱ)当点F为AB的中点即
AF
FB=1时,DF∥BC,∴DF⊥AC,
∵AA1⊥面ABC,
∴ED⊥DF,∠EDA即为二面角A-DF-E的平面角,
由AE=AD,因此∠EDA=
π
4.
故二面角A-DF-E的大小为
π
4时,
AF
FB=1.