字典翻译 问答 其它 【(2011•东城区模拟)如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是正方形,侧棱与底面垂直,点O是正方形ABCD对角线的交点,AA1=2AB=4,点E,F分别在CC1和A1A上,且CE=A1F.(Ⅰ)求证:B1F∥平面BDE;】
问题标题:
【(2011•东城区模拟)如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是正方形,侧棱与底面垂直,点O是正方形ABCD对角线的交点,AA1=2AB=4,点E,F分别在CC1和A1A上,且CE=A1F.(Ⅰ)求证:B1F∥平面BDE;】
问题描述:

(2011•东城区模拟)如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是正方形,侧棱与底面垂直,点O是正方形ABCD对角线的交点,AA1=2AB=4,点E,F分别在CC1和A1A上,且CE=A1F.

(Ⅰ)求证:B1F∥平面BDE;

(Ⅱ)若A1O⊥BE,求CE的长;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求二面角A1-BE-O的余弦值.

陈延信回答:
  (Ⅰ)证明:取BE1=CE,连接EE1和AE1   ∴EE1=BC,EE1∥BC,BC=AD,BC∥AD,   ∴EE1=AD,EE1∥AD.   ∴四边形AE1ED为平行四边形,   ∴AE1∥DE,   在矩形A1ABB1中,A1F=BE1,   ∴四边形B1FAE1为平行四边形.   ∴B1F∥AE1,B1F∥DE.   ∵DE⊂平面BDE,B1F⊄平面BDE,   ∴B1F∥平面BDE.--------(4分)   (Ⅱ)连接OE,   在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1⊥平面ABCD,   ∴AA1⊥BD,BD⊥AC,   ∴BD⊥平面A1AO,   ∴BD⊥A1O.   由已知A1O⊥BE,得A1O⊥平面BDE.   ∴∠A1OE=90°,∠A1OA+∠EOC=90°,   在△A1AO与△OCE中,∠EOC=∠OA1A,∠ECO=∠OAA1,   ∴△A1AO∽△OCE   ∴A
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