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如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,E、F分别为AD1、BD的中点.

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/16 07:04:40
如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,E、F分别为AD1、BD的中点.
(1)求证:EF∥平面B1D1C;
(2)求直线AD1与直线B1C所成的角,
(3)求二面角B1-D1C-A的余弦值.
如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,E、F分别为AD1、BD的中点.
(1)证明:连接AC,在△AD1C中,
∵F为BD的中点,∴F为AC的中点
∵E为AD1的中点,
∴EF∥D1C
∵EF⊄平面B1D1C,D1C⊂平面B1D1C
∴EF∥平面B1D1C;
(2)连接BC1,∵正方体ABCD-A1B1C1D1
∴BC1∥AD1,∴AD1与直线B1C所成的角即BC1与直线B1C所成的角,
∵正方形BCC1B1,∴BC1⊥B1C,∴直线AD1与直线B1C所成的角为90°.
(3)取D1C的中点M,连接AM,B1M,B1A
∵△AD1C为正三角形,M为CD1的中点
∴AM⊥D1C
同理,在正三角形B1D1C,B1M⊥D1C
∴∠AMB1为二面角B1-D1C-A的平面角
∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1
∴AM=

6
2,B1M=

6
2,B1A=
2,
∴cos∠AMB1=
1
3.