如图三棱柱ABC~A1B1C1的侧棱AA1垂直底面ABC,∠ABC=90°,E是棱CC1上的动点,F是AB中点,AC=1

学习 时间:2026-03-30 23:05:02 阅读:608
如图三棱柱ABC~A1B1C1的侧棱AA1垂直底面ABC,∠ABC=90°,E是棱CC1上的动点,F是AB中点,AC=1,BC=2,AA1=4.求,1,当E是棱CC1中点时,求证CF∥平面AEB1.2,在棱CC1上是否存在点E,使得二面角A—EB1—B的余弦值是17分之2倍根号17,若存在,求出CE的长,若不存在说明理由.

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懦弱的世界

知性的大神

2026-03-30 23:05:02

1。设AB1中点为G。连接各点。由AA1⊥底面ABC知此为直三棱柱。由G为AB1中点,F为AB中点,得GF∥BB1且GF=1/2BB1。由E为CC1中点,CE∥BB1且CE=1/2CC1=1/2BB1。故GF∥CE且GF=CE,四边形GFCE为平行四边形。故GE∥CF,CF∥平面AEB1。2。以B为原点,BA为x轴,BC为y轴,BB1为z轴建立空间直角坐标系。设E(0,2,λ)。故A(1,0,0),B1(0,0,4),AE=(-1,2,λ),AB1=(-1,0,4)由AA1垂直底面ABC得AA1⊥AB,BB1⊥AB,由∠ABC=90°知AB⊥BC,故AB⊥平面BB1C1C,平面BB1E即平面BB1C1C法向量取BA=(1,0,0)。设平面AEB1的法向量a=(x,y,z),则a·AE=0,a·AB1=0解得(λ-4)z=-2y,取z=-2,则y=λ-4,x=-8,即a=(-8,λ-4,-2)。由二面角A-EB1-B余弦值2√17/17得2√17/17=cosθ=|cos|=|a·BA|/|a||BA|=8/√[64+4+(λ-4)²]解得λ=4±2√51。验证知均不在CC1上,故不存在。(楼主是不是打错题了?) 再问: �ǵģ���ACB=90�� 再答: 以C为原点,CA为x轴,CB为y轴,CC1为z轴建系。 A(1,0,0),B(0,2,0),F(1/2,1,0),B1(0,2,4)。 (1)当E为CC1中点时,E(0,0,2),AE=(-1,0,2),AB1=(-1,2,4),CF=(1/2,1,0) 故CF=1/2AB1-AE,由共面向量定理CF与AB1、AE向量共面,故CF∥平面AEB1。 (2)设E(0,0,λ),由BB1⊥平面ABC得BB1⊥AC,由∠ACB=90°知AC⊥BC, 所以AC⊥平面BB1C1C,平面BB1E即平面BB1C1C法向量取CA=(1,0,0)。 设平面AEB1法向量为a=(x,y,z),由AB1=(-1,2,4),AE=(-1,0,λ)有a·AB1=0,a·AE=0。 解得x=λz,y=(λ-4)z/2,取z=2得a=(2λ,λ-4,2)。 故2√17/17=|cos|=|a·CA|/|a||CA|=|2λ/√[4λ²+(λ-4)²+4]|,解得λ=1或-5/3(舍去) 故存在这样的E,此时CE=1。

最新回答共有2条回答

  • 从容的黄豆
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    2026-03-30 23:05:02

    1。设AB1中点为G。连接各点。由AA1⊥底面ABC知此为直三棱柱。由G为AB1中点,F为AB中点,得GF∥BB1且GF=1/2BB1。由E为CC1中点,CE∥BB1且CE=1/2CC1=1/2BB1。故GF∥CE且GF=CE,四边形GFCE为平行四边形。故GE∥CF,CF∥平面AEB1。2。以B为原点,BA为x轴,BC为y轴,BB1为z轴建立空间直角坐标系。设E(0,2,λ)。故A(1,0,0),B1(0,0,4),AE=(-1,2,λ),AB1=(-1,0,4)由AA1垂直底面ABC得AA1⊥AB,BB1⊥AB,由∠ABC=90°知AB⊥BC,故AB⊥平面BB1C1C,平面BB1E即平面BB1C1C法向量取BA=(1,0,0)。设平面AEB1的法向量a=(x,y,z),则a·AE=0,a·AB1=0解得(λ-4)z=-2y,取z=-2,则y=λ-4,x=-8,即a=(-8,λ-4,-2)。由二面角A-EB1-B余弦值2√17/17得2√17/17=cosθ=|cos|=|a·BA|/|a||BA|=8/√[64+4+(λ-4)²]解得λ=4±2√51。验证知均不在CC1上,故不存在。(楼主是不是打错题了?) 再问: �ǵģ���ACB=90�� 再答: 以C为原点,CA为x轴,CB为y轴,CC1为z轴建系。 A(1,0,0),B(0,2,0),F(1/2,1,0),B1(0,2,4)。 (1)当E为CC1中点时,E(0,0,2),AE=(-1,0,2),AB1=(-1,2,4),CF=(1/2,1,0) 故CF=1/2AB1-AE,由共面向量定理CF与AB1、AE向量共面,故CF∥平面AEB1。 (2)设E(0,0,λ),由BB1⊥平面ABC得BB1⊥AC,由∠ACB=90°知AC⊥BC, 所以AC⊥平面BB1C1C,平面BB1E即平面BB1C1C法向量取CA=(1,0,0)。 设平面AEB1法向量为a=(x,y,z),由AB1=(-1,2,4),AE=(-1,0,λ)有a·AB1=0,a·AE=0。 解得x=λz,y=(λ-4)z/2,取z=2得a=(2λ,λ-4,2)。 故2√17/17=|cos|=|a·CA|/|a||CA|=|2λ/√[4λ²+(λ-4)²+4]|,解得λ=1或-5/3(舍去) 故存在这样的E,此时CE=1。

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