1.如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E是棱DD1的中点.在棱C1D1上是否存在一点F,使B1F∥平面A1BE?证明你的结论.
设正方体的棱长为1,如图所示,以\s\up6(→(→),\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)为单位正交基底建立空间直角坐标系,
依题意,得B(1,0,0),A1(0,0,1),E(0,1,),
所以\s\up6(→(→)=(-1,0,1),\s\up6(→(→)=(-1,1,),
设n=(x,y,z)是平面A1BE的一个法向量,则由n·\s\up6(→(→)=0,n·\s\up6(→(→)=0得
所以x=z,y=z,令z=2得,n=(2,1,2),
设F是棱C1D1上的一点,则F(t,1,1)(0≤t ≤1),
又B1(1,0,1),所以\s\up6(→(→)=(t-1,1,0),而B1F⊄平面A1BE,于是,
B1F∥平面A1BE⇔\s\up6(→(→)·n=0⇔(t-1,1,0)·(2,1,2)=0,
所以2(t-1)+1=0,得t=,
故F是C1D1的中点,
这说明在棱C1D1上存在一点F(C1D1的中点),使B1F∥平面A1BE.
2.如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=2.
(1)求证:AC⊥BC1;
(2)在AB上是否存在点D,使AC1⊥CD?
(3)在AB上是否存在点D,使得AC1∥平面CDB1?