如圖,已知ABCD-A1B1C1D1是棱長(zhǎng)為3的正方體,點(diǎn)E在AA1上,點(diǎn)F在CC1上,且AE=FC1=1.

(1)求證:E,B,F(xiàn),D1四點(diǎn)共面;

(2)若點(diǎn)G在BC上,BG=,點(diǎn)M在BB1上,GM⊥BF,垂足為H,求證:EM⊥面BCC1B1;

(3)用表示截面EBFD1和面BCC1B1所成銳二面角大小,求tan

答案:
解析:

  解:(1)證明:在DD1上取一點(diǎn)N使得DN=1,連接CN,EN,顯然四邊形CFD1N是平行四邊形,所以D1F∥CN,同理四邊形DNEA是平行四邊形,所以EN∥AD,且EN=AD,又BC∥AD,且AD=BC,所以EN∥BC,EN=BC,所以四邊形CNEB是平行四邊形,所以CN∥BE,所以D1F∥BE,所以E,B,F(xiàn),D1四點(diǎn)共面.

  (2)因?yàn)?IMG style="vertical-align:middle" SRC="http://thumb.zyjl.cn/pic7/pages/60R0/0041/0018/d1e7b9a8b5a412ce3d39e865ffa21e83/C/Image45.gif" width=72 height=18>所以MBG,所以,即,所以MB=1,因?yàn)锳E=1,所以四邊形ABME是矩形,所以EM⊥BB1又平面ABB1A1⊥平面BCC1B1,且EM在平面ABB1A1內(nèi),所以

  (3),所以BF,MH,,所以∠MHE就是截面和面所成銳二面角的平面角,∠EMH=,所以,ME=AB=3,MHB,所以3∶MH=BF∶1,BF=,所以MH=,所以


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(用分?jǐn)?shù)表示結(jié)果).

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