解题思路:(1)取B1C1的中点E1,连A1E1,则A1E1∥AE,即∠CA1E1即为异面直线AE与A1C所成的角θ,连结E1C,解三角形可得异面直线AE与A1C所成角θ的大小,
(2)以A为原点,建立如图空间直角坐标系,设CF的长为x,根据EF⊥A1C,对应向量的数量积为0,构造关于x的方程,解方程可得线段CF的长.
(1)取B1C1的中点E1,连A1E1,则A1E1∥AE,
即∠CA1E1即为异面直线AE与A1C所成的角θ.…(2分)
连结E1C.
在Rt△E1C1C中,由E1C1=
2
2,CC1=2
知A1C=
1
2+4=
3
2
2
在Rt△A1C1C中,由A1C1=1,CC1=2知A1C=
5…(4分)
在△A1E1C中,cosθ=
(
2
2)2+(
5)2−(
3
2
2)2
2•
2
2•
5=
1
10=
10
10
∴θ=arccos
10
10…(6分)
(2)以A为原点,建立如图空间直角坐标系,设CF的长为x
则各点的坐标为,E(
1
2,
1
2,0),F(0,1−
5
5x,
2
5
5x),A1(0,0,2),C(0,1,0)…(2分)
∴
EF=(−
1
2,
1
2−
5
5x,
2
5
5x),
A1C=(0,1,−2)
由EF⊥A1C知
EF•
A1C=0…(4分)
即
1
2−
5
5x−2•
2
5
5x=0,解得x=
5
10
∴线段CF的长为
5
10…(6分)
点评:
本题考点: 异面直线及其所成的角.
考点点评: 本题考查的知识点是异面直线及其所成的角,空间向量垂直,难度不大,属于基础题.