您现在的位置是:首页 > 学科知识查询 > 高中数学题库

如图.正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中.AA1=2AB=4.点E在CC1上且C1E=3EC.(Ⅰ)证明:A1C⊥平面BED,求二面角A1-DE-B的大小.(文)异面直线A1C与AB所成的角.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:15:03分类:高中数学题库

如图,正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB=4,点E在CC1上且C1E=3EC.
(Ⅰ)证明:A1C⊥平面BED;
(Ⅱ)(理)求二面角A1-DE-B的大小.
(文)异面直线A1C与AB所成的角.在线课程解:
以D为坐标原点,射线DA为x轴的正半轴,
建立如图所示直角坐标系D-xyz.
依题设,B(2,2,0),C(0,2,0),E(0,2,1),A1(2,0,4).

(Ⅰ)因为,A1C⊥BD,A1C⊥DE.
又DB∩DE=D,
所以A1C⊥平面DBE.
(Ⅱ)(理)设向量n=(x,y,z)是平面DA1E的法向量,则
故2y+z=0,2x+4z=0.
令y=1,则z=-2,x=4,n=(4,1,-2).等于二面角A1-DE-B的平面角,
所以二面角A1-DE-B的大小为
(文)

∴异面直线A1C与AB所成的角为
分析:(Ⅰ)以D为坐标原点,射线DA为x轴的正半轴,建立空间直角坐标系D-xyz.用坐标表示向量,从而可证,故有A1C⊥平面DBE.
(Ⅱ)先求平面的法向量,利用向量n=(x,y,z)是平面DA1E的法向量,则.再用向量的夹角公式求解即可
(文)再用向量的夹角公式求解即可求异面直线A1C与AB所成的角.
点评:本题以正四棱柱为载体,考查线面位置关系,考查线线角,面面角,关键是构建空间直角坐标系.