在直三棱柱ABCA1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AC,BC,CC1两两垂直,以C为坐标原点,CA,CB,CC1所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,则C(0,0,0),A(3,0,0),C1(0,0,4),B(0,4,0),B1(0,4,4).
(1)证明:\s\up6(→(→)=(-3,0,0),\s\up6(→(→)=(0,-4,4),
因为\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)=0,
所以\s\up6(→(→)⊥\s\up6(→(→).所以AC⊥BC1.
(2)假设在AB上存在点D,使得AC1⊥CD,
则\s\up6(→(→)=λ\s\up6(→(→)=(-3λ,4λ,0),其中0≤λ≤1,则D(3-3λ,4λ,0).
于是\s\up6(→(→)=(3-3λ,4λ,0).
由于\s\up6(→(→)=(-3,0,4),且AC1⊥CD,
所以-9+9λ=0,得λ=1.
所以在AB上存在点D,使得AC1⊥CD,且这时点D与点B重合.
(3)假设在AB上存在点D,使得AC1∥平面CDB1,
则\s\up6(→(→)=λ\s\up6(→(→)=(-3λ,4λ,0),其中0≤λ≤1,则D(3-3λ,4λ,0).
\s\up6(→(→)=(3-3λ,4λ-4,-4).
又\s\up6(→(→)=(0,-4,-4),
由于\s\up6(→(→)=(-3,0,4),AC1∥平面CDB1,
所以存在实数m,n,使\s\up6(→(→)=m\s\up6(→(→)+n\s\up6(→(→)成立,
所以所以λ=.
所以在AB上存在点D,使得AC1∥平面CDB1,且D是AB的中点.