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如图,在直平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,侧棱AA1=3,AB=3,BC=
3
,E为AB的中点且CE⊥A1E.
(1)求证:平面A1EC⊥平面ABB1A1
(2)求二面角E-A1C-B1的大小.
考点:二面角的平面角及求法,平面与平面垂直的判定
专题:空间位置关系与距离,空间角
分析:(1)由线面垂直,得AA1⊥EC,又A1E⊥EC,从而得到EC⊥面A1EC,由此能证明面A1EC⊥面ABB1A1
(2)过F作FG⊥A1C,连结B1G,由三垂线定理得B1G⊥A1C,∠B1GF为二面角E-A1C-B1的平面角,由此能求出二面角E-A1C-B1的大小.
解答: 本题满分(12分)
(1)证明:直平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,
AA1⊥面ABCD,EC?面ABCD,∴AA1⊥EC
又A1E⊥EC,且AA1∩A1E=A,
∴EC⊥面A1EC,
∵EC?面A1EC,
∴面A1EC⊥面ABB1A1.…(4分)
(2)解:过F作FG⊥A1C,连结B1G,
由三垂线定理得B1G⊥A1C,
∴∠B1GF为二面角E-A1C-B1的平面角,
在Rt△A1FB1中,A1B1=2,sin∠A1B1F=
10
10

∴A1F=2•
10
10
=
10
10

又△A1FG:△A1EC,
FG
A1F
=
EC
A1C
⇒FG=A1F•
EC
A1C
=
10
5
2
2
3
=
15
15

又在Rt△B1FG中,tan∠B1GF=
B1F
FG
=
3
5
10
15
15
=3
6

∴二面角E-A1C-B1的大小为:arctan3
6
.…(12分)
点评:本题考查面面垂直的证明,考查二面角大小的求法,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.
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2
3
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12
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x=2+
2
2
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2
2
t
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SE
=
1
3
SD
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