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1、试题题目:如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,点E在棱AB上移..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-02-16 07:30:00

试题原文

如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,点E在棱AB上移动。
(1)证明:D1E⊥A1D;
(2)是否存在点E使得面D1DE⊥面D1EC?若存在,请求出此时点E到面ACD1的距离;若不存在,请说明理由;
(3)AE等于何值时,二面角D1-EC-D的大小为

  试题来源:模拟题   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:用向量证明线线、线面、面面的垂直、平行关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
解:如图,以D为坐标原点,直线DA,DC,DD1分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
设AE =x,
则 D(0,0,0),A(1,0,1),D(0,0,1),E(1,x,0),A(1,0,0),C(0,2,0)
(1)因为
所以
即D1E⊥A1D。
(2)设平面D1EC的一个法向量为n1=(a,b,c)


令b=1,则c=2,a=2-x,n1=(2-x,1,2),
再设平面D1DE的一个法向量为


令n=1,则m=-x,n2=(-x,1,0)
由面D1DE⊥面D1ECn1·n2=(2-x,1,2)·(-x,1,0)=0得x2-2x+1=0
故x=1
故E为AB的中点时,有面D1DE⊥面D1EC
由于此时点E为AB的中点,故E(1,1,0),

设平面ACD1的一个法向量n3=(x,y,z),则

令x=2,则y=1,z=2,即n3=(2,1,2),
故点E到面ACD1的距离为
(3)由上述解答过程可知面D1EC的法向量为n=(2-x,1,2)
由题意,
(不合题意,舍去)
∴当时,二面角D1-EC-D的大小为
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,点E在棱AB上移..”的主要目的是检查您对于考点“高中用向量证明线线、线面、面面的垂直、平行关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中用向量证明线线、线面、面面的垂直、平行关系”。


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