如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F分别是棱BC,CC 1 上的点,CF=AB=2CE,AB:AD:AA 1 =1:2
如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是棱BC,CC1上的点,CF=AB=2CE,AB:AD:AA1=1:2:4,(1)求异面直线EF与A1D所成角的余弦...
如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F分别是棱BC,CC 1 上的点,CF=AB=2CE,AB:AD:AA 1 =1:2:4,(1)求异面直线EF与A 1 D所成角的余弦值; (2)证明AF⊥平面A 1 ED; (3)求二面角A 1 -ED-F的正弦值.
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(1)如图所示,建立空间直角坐标系,点A为坐标原点,设AB=1,依题意得D(0,2,0), F(1,2,1),A 1 (0,0,4),E(1,
(1)易得
于是cos<
所以异面直线EF与A 1 D所成角的余弦值为
(2)证明:连接ED,易知
于是
因此,AF⊥EA 1 ,AF⊥ED. 又EA 1 ∩ED=E,所以AF⊥平面A 1 ED. (3)设平面EFD的一个法向量为u=(x,y,z),则
即
不妨令x=1,可得u=(1,2,-1). 由(2)可知,
于是cos<u,
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