如图,已知正四棱柱ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,底面边长AB=2,侧棱BB 1 的长为4,过点B作B 1 C的垂线交侧

如图,已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面边长AB=2,侧棱BB1的长为4,过点B作B1C的垂线交侧棱CC1于点E,交B1C于点F.(Ⅰ)求证:A1C⊥平面BE... 如图,已知正四棱柱ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中,底面边长AB=2,侧棱BB 1 的长为4,过点B作B 1 C的垂线交侧棱CC 1 于点E,交B 1 C于点F.(Ⅰ)求证:A 1 C⊥平面BED;(Ⅱ)求A 1 B与平面BDE所成的角的正弦值. 展开
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二洋f06FC
2014-09-06 · TA获得超过202个赞
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( I)如图,以D为原点,DA、DC、DD 1 所在直线分别为x、y、z轴,
建立空间直角坐标系D-xyz如图所示,可得
D(0,0,0),A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),
A 1 (2,0,4),B 1 (2,2,4),C 1 (0,2,4),D 1 (0,0,4)…(2分)
设E(0,2,t),则
BE
=(-2,0,t),
B 1 C
=(-2,0,-4)

∵BE⊥B 1 C,
∴可得
BE
?
B 1 C
=4+0-4t=0
.解之得t=1,
∴E(0,2,1),且
BE
=(-2,0,1)

又∵
A 1 C
=(-2,2,-4),
DB
=(2,2,0)
,…(4分)
A 1 C
?
BE
=4+0-4=0

A 1 C
?
DB
=-4+4+0=0
…(6分)
A 1 C
DB
A 1 C
BE

∵BD、BE是平面BDE内的相交直线.
A 1 C
平面BDE…(8分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)所建的坐标系,得
A 1 C
=(-2,2,-4)
是平面BDE的一个法向量,
又∵
A 1 B
=(0,2,-4)

cos<
A 1 C
A 1 B
>=
A 1 C
?
A 1 B
|
A 1 C
||
A 1 B
|
=
30
6

因此,可得A 1 B与平面BDE所成角的正弦值为
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