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如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,已知AB=BC=1,BB 1 = 。连接BC 1 ,过B 1

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/07 11:14:25
如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,已知AB=BC=1,BB 1 = 。连接BC 1 ,过B 1 作B 1 E⊥BC 1 交CC 1 于点E。
(1)求证:AC 1 ⊥平面B 1 D 1 E;
(2)求二面角E-B 1 D 1 -C 1 的大小。
如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,已知AB=BC=1,BB 1 = 。连接BC 1 ,过B 1
(1)证明:连接A 1 C 1 交B 1 D 1 于点O 1
在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,AB⊥平面B 1 BCC 1
AC 1 在平面B 1 BCC 1 内的射影是BC 1
又B 1 E⊥BC 1
∴AC 1 ⊥B 1 E,
已知AB=BC=1,
∴底面A 1 B 1 C 1 D 1 是正方形,
∴A 1 C 1 ⊥B 1 D 1
又AC 1 在平面A 1 B 1 C 1 D 1 内的射影是A 1 C 1
AA 1 ⊥平面A 1 B 1 C 1 D 1
∴AC 1 ⊥B 1 D 1 ,B 1 D 1 ∩B 1 E=B 1
∴AC 1 ⊥平面B 1 D 1 E。
(2)连接EO 1
在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,CC 1 ⊥平面A 1 B 1 C 1 D 1
即EC 1 ⊥平面A 1 B 1 C 1 D 1
∴EO 1 在平面A 1 B 1 C 1 D 1 内的射影是C 1 O 1
又A 1 C 1 ⊥B 1 D 1 ,即C 1 O 1 ⊥B 1 D 1
∴EO 1 ⊥B 1 D 1
∴∠EO 1 C 1 为二面角E-B 1 D 1 -C 1 的平面角,
在长方形B 1 BCC 1 中,
BB 1 = ,BC=B 1 C 1 =1,B 1 E⊥BC 1
∠EB 1 C 1 =∠C 1 BB 1
∴直角△EB 1 C 1 ∽直角△C 1 BB 1

即EC 1 =
在直角△EC 1 O 1 ,EC 1 =C 1 O 1 =
∴∠EO 1 C 1 =45°。