已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,且AB=AA1,D、E、F分别为B1A、C1C、BC的

2024-12-14 10:45:40
推荐回答(1个)
回答1:

证明:(I)方法1:设G是AB的中点,连接DG,

∵D为B1A的中点,
∴DG∥EC,且DG=

1
2
EC,
又∵E为C1C的中点,
∴四边形DECG是平行四边形,
∴DE∥GC,
又∵DE?平面ABC,GC?平面ABC,
∴DE∥平面ABC.
方法2:连接A1B、A1E,并延长A1E交AC的延长线于点P,连接BP.

由E为C1C的中点,A1C1∥CP,
可证A1E=EP,
∵D、E是A1B、A1P的中点,
∴DE∥BP,
又∵BP?平面ABC,DE?平面ABC,
∴DE∥平面ABC,
(II)∵△ABC为等腰直角三角形,F为BC的中点,
∴BC⊥AF,
又∵B1B⊥平面ABC,可证B1F⊥AF,
∵AB=AA1=2,
∴B1F=
6
,EF=
3
,B1E=3,
∴B1F2+EF2=B1E2
∴B1F⊥FE,
∵AF∩FE=F,
∴B1F⊥平面AEF
(III)过F做FM⊥AE于点M,连接B1M,

∵B1F⊥平面AEF,由三垂线定理可证B1M⊥AE,
∴∠B1MF为二面角B1-AE-F的平面角,
C1C⊥平面ABC,AF⊥FC,可证EF⊥AF,
在Rt△AEF中,可求FM=
10
5

在Rt△B1FM中,∠B1FM=90°,
∴cos∠B1MF=
6
6

∴二面角B1-AE-F的余弦值为
6
6