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在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=1,AA1=AB=2,点E是AB上的动点,点M为D1D的中点.

(Ⅰ)当E点在何处时,直线ME∥平面ADD1A1,并证明你的结论;

(Ⅱ)在(Ⅰ)成立的条件下,求二面角A-D1E-D的大小.

答案:
解析:

  解:(Ⅰ)当的中点时,

  ∥平面  2分

  证明:取的中点N,连结MNAN

  MNAE

  四边形MNAE为平行四边形,可知MEAN  4分

  在平面∥平面  6分

  (方法二)延长延长线于,连结

  ,又的中点,

  平面∥平面

  (Ⅱ)法一:过A点作

  则平面

  过H,连结AH

  则AHF即为二面角的平面角  8分

    10分

  所以二面角的大小  12分

  法二:(向量法)以为原点,建立如图空间坐标系

    8分

  设平面的一个法向量为,因为所以

  同理可求面的一个法向量n=(2,0,1)  10分

  所以

  所以二面角的大小  12分


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