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在正方体ABCD—A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F分别是BB 1 、CD的中点.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/23 05:35:36
在正方体ABCD—A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F分别是BB 1 、CD的中点.
(1)求证:平面AED⊥平面A 1 FD 1
(2)在AE上求一点M,使得A 1 M⊥平面ADE.
在正方体ABCD—A 1 B 1 C 1 D 1 中,E、F分别是BB 1 、CD的中点.
(1)证明略 (2) 当 = 时,A 1 M⊥平面ADE

  建立如图所示的空间直角坐标系D—xyz,
不妨设正方体的棱长为2,
则A(2,0,0),E(2,2,1),
F(0,1,0),A 1 (2,0,2),D 1 (0,0,2),
设平面AED的法向量为n 1 =(x 1 ,y 1 ,z 1 ),
则n 1 · =(x 1 ,y 1 ,z 1 )·(2,0,0)=0,
n 1 · =(x 1 ,y 1 ,z 1 )·(2,2,1)=0,
∴2x 1 =0,2x 1 +2y 1 +z 1 =0.
令y 1 =1,得n 1 =(0,1,-2),
同理可得平面A 1 FD 1 的法向量n 2 =(0,2,1).
∵n 1 ·n 2 =0,∴n 1 ⊥n 2 ,
∴平面AED⊥平面A 1 FD 1 .
(2)解 由于点M在直线AE上,
= = (0,2,1)=(0,2 ).
可得M(2,2 ),∴ =(0,2 -2),
∵AD⊥A 1 M,∴要使A 1 M⊥平面ADE,
只需A 1 M⊥AE,
· =(0,2 -2)·(0,2,1)=5 -2=0,
解得 = .
故当 = 时,A 1 M⊥平面ADE.