已知在三棱锥P-ABC中,PA⊥面ABC,AC⊥BC,且PA=AC=BC=1,点E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F.
(Ⅰ)求证:PB⊥平面AEF;
(Ⅱ)求二面角A-PB-C的大小.
考点:用空间向量求平面间的夹角;直线与平面垂直的判定.
专题:空间位置关系与距离;空间角;空间向量及应用.
分析:(Ⅰ)要证PB⊥平面AEF,只要证PB垂直于平面AEF内的两条相交直线即可,可转化为证明PB垂直于AE,可证AE垂直于平面PBC,结合已知条件,利用线面垂直的判定进行证明;
(Ⅱ)以A为坐标原点,AC所在直线为y轴,AP所在直线为z轴建立空间直角坐标系,然后利用平面法向量所成的角求二面角的平面角.
解答:(Ⅰ)证明:∵PA⊥面ABC,BC⊂面ABC, ∴PA⊥BC,又AC⊥BC,PA⊥BC,PA∩AC=A,∴BC⊥面PAC,
而AE⊂PAC,∴BC⊥AE,又PA=AC,点E是PC的中点,∴AE⊥PC,
又AE⊥BC,BC∩PC=C,∴AE⊥面PBC,而PB⊂面PBC,AE⊥PB,又EF⊥PB,AE⊥BP,AE∩EF=E,∴PB⊥平面AEF;
(Ⅱ)解:以A为坐标原点,AC所在直线为y轴,AP所在直线为z轴建立空间直角坐标系,
∵PA=AC=BC=1,则A(0,0,0),P(0,0,1),C(0,1,0),B(1,1,0).∴二面角A-PB-C的大小为60°.
已知在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,点E在棱AB上移动.
(Ⅰ)求证:D1E⊥A1D;
(Ⅱ)在棱AB上是否存在点E使得AD1与平面D1EC成的角为
π
6
?若存在,求出AE的长,若不存在,说明理由.
21.已知在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,点E在棱AB上移动. (Ⅰ)求证:D1E⊥A1D;
(Ⅱ)在棱AB上是否存在点E使得AD1与平面D1EC成的角为
π
6
?若存在,求出AE的长,若不存在,说明理由.考点:直线与平面所成的角;直线与平面垂直的性质;点、线、面间的距离计算.
专题:空间角.
分析:(Ⅰ)连AD1,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD1为D1E在平面AD1的射影,利用三垂线定理可得结论;
(Ⅱ)求出A到平面D1EC的距离,利用等体积,建立方程,即可求得结论. 解答:(Ⅰ)证明:连AD1,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD1为D1E在平面AD1的射影,而AD=AA1=1,则四边形ADD1A1是正方形,∴A1D⊥AD1,由三垂线定理得D1E⊥A1D; (Ⅱ)解:设AE=x,则∵AD1与平面D1EC成的角为30度