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已知长方体ABCD-A1B1C1D1中.棱AB=BC=3.BB1=4.连接B1C.在CC1上有点E.使得A1C⊥平面EBD.BE交B1C于F.(1)求ED与平面A1B1C所成角的大小,(2)求二面角E

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:09:33分类:高中数学题库

已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,棱AB=BC=3,BB1=4,连接B1C,在CC1上有点E,使得A1C⊥平面EBD,BE交B1C于F.
(1)求ED与平面A1B1C所成角的大小;
(2)求二面角E-BD-C的大小.在线课程解:(1)连接A1D,由A1B1∥CD,知D在平面A1B1C内,由A1C⊥平面EBD.
得A1C⊥EB又∵A1B1⊥BE,∴BE⊥平面A1B1C,即得F为垂足.
连接DF,则∠EDF为ED与平面A1B1C所成的角.
∵AB=BC=3,BB1=4,
∴B1C=5,BF=
∴CF=,B1F=,EF=,EC=,ED=
在Rt△EDF中,sin∠EDF=
∴ED与平面A1B1C所成角arcsin
(2)连接EO,由EC⊥平面BDC,且AC⊥BD,知EO⊥BD
∴∠EOC即为二面角E-BD-C的平面角
∵EC=,OC=
∴在Rt△EOC中,tan∠EOC==
∴二面角E-BD-C的大小为arctan
分析:(1)连接A1D,由长方体的几何特征,易证BE⊥平面A1B1C,连接DF,则∠EDF为ED与平面A1B1C所成的角,解Rt△EDF,即可得到ED与平面A1B1C所成角的大小;
(2)连接EO,易由(1)的结论,结合二面角的平面角的定义,得到∠EOC即为二面角E-BD-C的平面角,解Rt△EOC,即可求出二面角E-BD-C的大小.
点评:本题考查的知识点是二面角的平面角及求法,直线与平面所成的角,其中(1)的关键是得到∠EDF为ED与平面A1B1C所成的角,(2)的关键是得到∠EOC即为二面角E-BD-C的平面角.