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  • 如圖,正三棱柱ABC—A1B1C1,AA1=AB,E是側(cè)棱AA1的中點,(1)求證BC1垂直EC,(2)求二面角A-B-C的大小

    如圖,正三棱柱ABC—A1B1C1,AA1=AB,E是側(cè)棱AA1的中點,(1)求證BC1垂直EC,(2)求二面角A-B-C的大小
    能不能用文科的方法,不用直角坐標(biāo)系啊?
    數(shù)學(xué)人氣:339 ℃時間:2020-02-04 02:58:06
    優(yōu)質(zhì)解答
    第一個問題:
    令BC1∩B1C=O.
    ∵ABC-A1B1C1是正三棱柱,AA1=AB,∴AA1B1B、AA1C1C、BB1C1C是全等的正方形.
    ∴BO=C1O=B1O=CO,且BC1⊥B1C.······①
    ∵E是AA1的中點,
    ∴由勾股定理,容易算出:BE=C1E,結(jié)合證得的BO=C1O,得:BC1⊥EO.······②
    由①、②及BC1∩EO=O,得:BC1⊥平面EB1C,∴BC1⊥EC.
    第二個問題:你忙中大意了,是不是求二面角A-BE-C的大小? 若是這樣,則方法如下.
    令A(yù)B的中點為D,過D作DF⊥BE交BE于F,連結(jié)CF.
    ∵AA1B1B、AA1C1C、BB1C1C是全等的正方形,∴AB=BC=AC,又D為AB的中點,
    ∴CD⊥AB.
    顯然有平面ABC⊥平面ABB1A1,又平面ABC∩平面ABB1A1=AB,結(jié)合證得的CD⊥AB,得:
    CD⊥平面ABB1A1,∴DF是CF在平面ABB1A1上的射影,
    ∴由三垂線定理,有:CF⊥BE.
    由DF⊥BE、CF⊥BE,得:∠CFD為二面角A-BE-C的平面角.
    ∵Rt△ABE與Rt△FBD有一個公共銳角,即∠ABE,∴Rt△ABE∽Rt△FBD,
    ∴DF/AE=BD/BE,∴DF=BD×AE/BE.
    ∴tan∠CFD=CD/DF=CD×BE/(BD×AE)
    =(√3/2)AB√(AB^2+AE^2)/[(1/2)AB×(1/2)AA1]
    =2√3×√[AB^2+(AA1/2)^2]/AB
    =2√3×√[AB^2+(AB/2)^2]/AB
    =2√3×√(1+1/4)
    =√15.
    ∴∠CFD=arctan√15. 即二面角A-BE-C的大小為 arctan√15.
    注:第二個問題若不是我所猜測的那樣,則請你補充說明.
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