已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,点E为棱AB的中点,求:

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  • 解题思路:(Ⅰ) 以A点为坐标原点,以AB,AD,AA1方向为X、Y、Z轴正方向建立空间坐标系,分别求出直线D1E的方向向量及平面BC1D的法向量,代入向量夹角公式即可求出直线BD与平面A1BC1所成角的余弦值.

    (Ⅱ)先求出面BC1D、面BC1C 的一个法向量,根据向量所成的角得到结果.

    (Ⅲ) 异面直线B1D1与BC1之间的距离转化成B1D1到面BC1D,的距离,即为 B1到面BC1D,的距离,再利用向量法求出距离.

    (Ⅰ)以A点为坐标原点,以AB,AD,AA1方向为X、Y、Z轴正方向建立空间坐标系,则E(1,0,0)D1(0,2,2)

    ED1=(-1.2,2)

    B (2,0,0)D(0,2,0)C1(2,2,2)

    BC1=(0,2,2)

    BD=(-2,2,0)设面BC1D的一个法向量为

    n1=(x,y,z)则

    n1•

    BC1=0

    点评:

    本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面所成的角;点、线、面间的距离计算.

    考点点评: 本小题主要考查空间线面角、二面角的度量、异面直线之间的距离.考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,以及空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力.