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如图,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,O是AC、BD的交点,E,F分别是AB与AD的中点.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/29 01:30:04
如图,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,O是AC、BD的交点,E,F分别是AB与AD的中点.
(1)求证:直线OD1与直线A1C1垂直;
(2)求异面直线EF与A1C1所成角的大小;
(3)求二面角B-AC-D1的大小.
(1)∵A1C1∥AC,∴AC与OD1所成的角就是所求的角; …(1分)
∵AC⊥BD,AC⊥DD1,∴AC⊥平面D1DO…(3分)
∴AC⊥OD1,即OD1与AC所成的角为90°…(5分)
∴直线OD1与直线A1C1垂直;
(2)∵A1C1∥AC,∴AC与EF所成的角就是所求的角;      …(6分)
又E,F分别是AB,AD的中点,∴AC⊥EF…(8分)
则EF与A1C1所成的角为90°…(10分)
(3)∵BO⊥AC,D1O⊥AC,∴∠D1OB是二面角B-AC-D1的平面角…(12分)
在△D1OB中,BO=

2
2a,OD1=

3
2a,BD1=
3a,
由余弦定理得:cos∠D1OB=

1
2a2+
3
2a2−3a2


2
2a×

3
2a=−

3
3…(15分)
因此,所求二面角B-AC-D1的大小为π−arccos