(2014?重庆模拟)已知在直四棱柱ABCDA 证明:(1)过E作EG∥AD交A1D于G,连接GF.A1EA1A=58,∴EGAD=58,∴EG=10=BF.BF∥AD,EG∥AD,∴BF∥EG.四边形BFGE是平行四边形.BE∥FG.(4分)又FG?平面A1FD,BE?平面A1FD,BE∥平面A1FD.(6分)(2)∵在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,A1A⊥平面ABCD,BD?平面ABCD,A1A⊥BD.由已知,BD⊥A1F,AA1∩A1F=A1,BD⊥平面A1AF.BD⊥AF.(8分)梯形ABCD为直角梯形,且满足AD⊥AB,BC∥AD,在Rt△BAD中,tan∠ABD=ADAB=2.在Rt△ABF中,tan∠BAF=FBAB=BF8.BD⊥AF,∴ABD+∠BAF=π2,BF8=12,BF=4.(10分)在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,A1A⊥平面ABCD,∴平面AA1B1B⊥平面ABCD,又平面ABCD∩平面AA1B1B=AB,∠ABF=90°,FB⊥平面AA1B1B,即BF为三棱锥FA1B1A的高.(12分)AA1B1=90°,AA1=BB1=8,A1B1=AB=8,S△AA1B1=32.V三棱锥A1AB1F=V三棱锥FA1B1A=13×S△AA1B1×BF=1283.(14分)
如图,在直四棱柱 (1)略(2)(1)连接FG∵F、G分别为CD、C1D1的中点,∴FGCC1 从而FGBB1∴B、B1、F、G四点共面.连接BF并延长与AD的延长线交于点H.[来源:Z+xx+k.Com]∵F为CD的中点,且BC∥A D.∴△HFD△BFC∴DH=BC=3∴EH=DE+DH=5.又∵BE=5,且F为BH的中点.∴EF⊥BF,又∵BB1⊥平面ABCD,且EF平面ABCD内.∴BB1⊥EF∴EF⊥平面BB1GF.从而EF⊥平面BB1G.(2)二面角E-BB1-G的大小等于二面角F-BB1-E的大小∵EF⊥平面FBB1 且EB⊥BB1 FB⊥BB1 即∠EBF为二面角F--BB1-E的平面角 在△EFB中,EB=5,EF=.∴EBF=∴二面角E-BB1-G的大小为 解法2:以A为坐标原点,AB为x轴,AA1为y轴,AD为Z轴建立空间直角坐标系,则E(0,0,3)、F(2,0,4)、G(2,4,4)、B(4,0,0)、B1(4,4,0)(1)、∵,∴EF⊥BB1,EF⊥B1G∴EF⊥平面BB1G(2)∵EF⊥平面BB1G∴为平面BB1G的一个法向量 设平面EBB1的一个法向量为 则 解得,取∴二面角E-BB1-G的大小为
如图,在直四棱柱ABCDA 点F为AB的中点,存在这样的点F,使平面C 1 CF∥平面ADD 1 A 1,此时点F为AB的中点,证明如下:∵AB∥CD,AB=2CD,∴AF綊CD,∴四边形AFCD是平行四边形.∴AD∥CF.又AD 平面ADD 1 A 1,CF 平面ADD.