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(2013•泉州模拟)已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形,D1D⊥面ABCD,AB=4,AA1

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/12 19:19:51
(2013•泉州模拟)已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形,D1D⊥面ABCD,AB=4,AA1=2,点E在棱C1D1上,且D1E=3.
(Ⅰ)试在棱CD上确定一点E1,使得直线EE1∥平面D1DB,并证明;
(Ⅱ)若动点F在底面ABCD内,且AF=2,请说明点F的轨迹,并探求EF长度的最小值.
(2013•泉州模拟)已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形,D1D⊥面ABCD,AB=4,AA1
(Ⅰ)取CD的四等分点E1,使得DE1=3,则有EE1∥平面D1DB.证明如下:…(1分)
∵D1E∥DE1且D1E=DE1
∴四边形D1EE1D为平行四边形,可得D1D∥EE1,…(2分)
∵DD1⊂平面D1DB,EE1⊄平面D1DB,∴EE1∥平面D1DB.…(4分)
(Ⅱ)∵AF=2,
∴点F在平面ABCD内的轨迹是以A为圆心、半径等于2的四分之一圆弧.…(6分)
∵EE1∥DD1,D1D⊥面ABCD,∴E1E⊥面ABCD,…(7分)
Rt△EE1F中,可得EF=
E1E2+E1F2=
4+E1F2.…(8分)
因此,当E1F的长度取最小值时,EF的长度最小,此时点F为线段AE1和四分之一圆弧的交点,…(10分)
即E1F=E1A-AF=5-2=3,
此时,EF=
E1E2+E1F2=
13.
∴EF长度的最小值为
13.…(12分)