2019-2020学年人教A版选修2-1 立体几何与空间向量 学案
2019-2020学年人教A版选修2-1   立体几何与空间向量    学案第3页

又BD∥平面AC1E,而平面BDFE∩平面AC1E=EF,故BD∥EF.

故四边形BDFE为平行四边形,从而DF=BE=3,所以B1E=BB1-BE=1.

(2)如图,以D为坐标原点,分别以\s\up6(→(→),\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)的方向为x轴、y轴、z轴的正方向建立空间直角坐标系,则D(0,0,0),C(-1,0,0),E(0,,3),\s\up6(→(→)=(-1,0,0),\s\up6(→(→)=(0,,3).

设平面ACE的一个法向量为n1=(x,y,z),由n1·\s\up6(→(→)=0,n1·\s\up6(→(→)=0,得故可取n1=(0,3,-).

又平面ACC1在xDz面上,故可取n2=(0,1,0)为平面ACC1的一个法向量.

从而法向量n1,n2的夹角的余弦值为

cos〈n1,n2〉==.

由图知二面角C1-AC-E为锐角,故二面角C1-AC-E的余弦值为.

4.(2017·郑州模拟)等边三角形ABC的边长为3,点D,E分别是边AB,AC上的点,且满足==,如图1.将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使二面角A1-DE-B为直二面角,连接A1B,A1C,如图2.

(1)求证:A1D⊥平面BCED;

(2)在线段BC上是否存在点P,使直线PA1与平面A1BD所成的角为60°?若存在,求出PB的长;若不存在,请说明理由.

(1)证明 因为等边三角形ABC的边长为3,且==,所以AD=1,AE=2.

在△ADE中,∠DAE=60°,由余弦定理得

DE==.

从而AD2+DE2=AE2,所以AD⊥DE.

折起后有A1D⊥DE,

因为二面角A1-DE-B是直二面角,

所以平面A1DE⊥平面BCED,