如图,正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB=4,点E在CC1上且C1E=3EC,点F是线段CC1的中点(Ⅰ)证明:AF∥
如图,正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB=4,点E在CC1上且C1E=3EC,点F是线段CC1的中点(Ⅰ)证明:AF∥平面BED;(Ⅱ)求二面角A1-D...
如图,正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB=4,点E在CC1上且C1E=3EC,点F是线段CC1的中点(Ⅰ)证明:AF∥平面BED;(Ⅱ)求二面角A1-DB-A的正切值;(Ⅲ)求三棱锥F-BED的体积.
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证明:(I)连接AC,交BD于O,则O为AC的中点,连接EO
∵点E在CC1上且C1E=3EC,点F是线段CC1的中点
∴E为CF的中点,则OE∥AF
又∵OE?平面BED,AF?平面BED
∴AF∥平面BED
解:(II)如图,建立空间直角坐标系D-xyz.
则A(2,0,0)B(2,2,0),C(0,2,0),E(0,2,1),F=(0,2,2),A1(2,0,4).
则
=(2,2,0),
=(2,0,4)
设
=(x,y,z)为平面A1DB的一个法向量,则
令z=1,
=(-2,2,1)
又∵
=(0,0,4)为平面ADB的一个法向量,
则cos<
∵点E在CC1上且C1E=3EC,点F是线段CC1的中点
∴E为CF的中点,则OE∥AF
又∵OE?平面BED,AF?平面BED
∴AF∥平面BED
解:(II)如图,建立空间直角坐标系D-xyz.
则A(2,0,0)B(2,2,0),C(0,2,0),E(0,2,1),F=(0,2,2),A1(2,0,4).
则
DB |
DA1 |
设
n |
|
令z=1,
n |
又∵
AA1 |
则cos<