高二数学题求解,急急急,在线等
(1)证明:因为ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱,AB=CE=2;所以,四边形A1B1C1D1和ABCD都是正四边形;且AB=BC=CD=DA=A1B1=B1C1=2, A1C1^2=(2^2+2^2)=2*2^2=8, A1E^2=A1C1^2+C1E^2=2*2^2+1^2=9,BE^2=BC^2+CE^2=2^2+2^2=8; A1C^2=A1C1^+C1C^2=A1C1^2+(A1E+AE)^2=8+(1+2)^2=8+9=BE^2+A1E^2; 据此,△A1CE满足勾股定理,是直角三角形,A1E⊥BE,因为ME⊥BE;所以,BE⊥面A1EM,由BE组成的所有平面⊥面A1ME,所以,平面AME⊥平面ABEF。证毕。
(2)因为平面A1MG于平面ABEF在图中没有交线,因此在图中找不到两平面的相对位置关系,因此,以A1为原点建立空间坐标系统O(A1)-xyz; 因为ME⊥BE,CE=BC=2,所以,△C1ME和△CEA都是等腰直角三角形;M(1,2,0),G(0,2,2),F(2,0,1), E(2,2,1), A(0,0,3); 平面A1MG的组成向量AM={1,2,0}, AG={0,2,2}; ;FE={0,2,0},FA={-2,0,2}; 平面A1MG的法向量:n1=AMxAG={1,2,0}x{0,2,2}={2*2-0*2,*0*0-1*2,1*2-2*0}={4,-2,2};平面ABEF的法向量:n2=FExFA={0,2,0}x{-2,0,2}={4,0,4}; 设两平面的夹角为a,
cosa=n1·n2/(|n1||n2|)={4,-2,2}·{4,0,4}/{√[4^2+(-2)^2+2^2]√(2*4^2)}=[4*4+(-2)*0+2*4]/(2√6*4√2) =3/2√3=√3/2; 二面角a=30度。