如下圖,ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱,側(cè)棱長(zhǎng)為3,底面邊長(zhǎng)為2,E是棱BC的中點(diǎn).

(I)求證:BD1∥平面C1DE;

(II)求二面角C1-DE-C的大。

(III)在側(cè)棱BB1上是否存在點(diǎn)P,使得CP⊥平面C1DE?證明你的結(jié)論

答案:
解析:

  (I)證明:

  連接CD1,與C1D相交于O,連接EO.

  ∵CDD1C1是矩形,

  ∴O是CD1的中點(diǎn),

  又E是BC的中點(diǎn),

  ∴EO∥BD1.  2分

  又BD1平面C1DE,EO平面C1DE,

  ∴BD1∥平面C1DE.  4分

  (II)解:過(guò)點(diǎn)C作CH⊥DE于H,連接C1H.

  在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,CC1⊥平面ABCD,

  ∴C1H⊥DE,

  ∠C1HC是二面角C1-DE-C的平面角.  7分

  根據(jù)平面幾何知識(shí),易得H(0.8,1.6,0).

    9分

  

  ∴二面角C1-DE-C的大小為ArCCOs  10分

  (III)解:在側(cè)棱BB1上不存在點(diǎn)P,使得CP⊥平面C1DE  11分

  證明如下:

  假設(shè)CP⊥平面C1DE,則必有CP⊥DE.

  設(shè)P(2,2,),其中0≤≤3,

  則

  ∵,這顯然與CP⊥DE矛盾.

  ∴假設(shè)CP⊥平面C1DE不成立,

  即在側(cè)棱BB1上不存在點(diǎn)P,使得CP⊥平面C1DE.  14分


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[  ]

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C.3

D.4

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[  ]

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B136°

C144°

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[  ]

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