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如图所示.直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的侧棱AA1长为a.底面ABCD是边长AB=2a.BC=a的矩形.E为C1D1的中点.(1)求证:DE⊥平面EBC,(2)求异面直线AD与EB所成的角的大小

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:31:52分类:高中数学题库

如图所示,直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的侧棱AA1长为a,底面ABCD是边长AB=2a,BC=a的矩形,E为C1D1的中点.
(1)求证:DE⊥平面EBC;
(2)求异面直线AD与EB所成的角的大小(结果用反三角函数表示).在线课程(1)证明:∵直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的侧棱AA1长为a,底面ABCD是边长AB=2a,BC=a的矩形,E为C1D1的中点,
∴EC=ED=,CD=2a
∴EC⊥ED,…(2分)
∵BC⊥平面CC1D1D,DE?平面CC1D1D,
∴BC⊥DE,…(4分)
∵BC∩EC=C
∴DE⊥平面EBC,…(7分)
(2)解:∵AD∥BC,
∴∠EBC即为所求异面直线的夹角(或其补角),…(9分)
由BC⊥平面CC1D1D,EC?平面CC1D1D,得BC⊥EC,…(11分)
即△EBC为直角三角形,
在直角△EBC中,EC=,BC=a,
∴tan∠EBC==
∴∠EBC=arctan …(14分)
分析:(1)先证明EC⊥ED,在利用BC⊥平面CC1D1D,证明BC⊥DE,即可证明DE⊥平面EBC;
(2)先证明∠EBC即为所求异面直线的夹角(或其补角),确定△EBC为直角三角形,从而可求异面直线AD与EB所成的角的大小.
点评:本题考查线面垂直,考查线线角,解题的关键是掌握线面垂直的判定,正确作出线线角,属于中档题.