精英家教網(wǎng)在棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中,BD1交平面ACB1于點E,
求證:(1)BD1⊥平面ACB1
(2)BE=
12
ED1
分析:(1)利用向量的數(shù)量積
BD1
AC
=0
,
BD1
• 
AB1
=0
,從而證明BD1⊥平面ACB1;
(2)設(shè)底面正方形的對角線AC、BD交于點M,推出2
BM
=
B1D1
.設(shè)
OB
=b,
OM
=m,
OB1
=b1,
OD1
=d1,求得點E分線段B1M及D1B各成λ(λ=2)之比,點E是D1B與平面ACB1之交點,此交點E將D1B分成2與1之比,即BE=
1
2
ED1
解答:證明:(1)先證明BD1⊥AC.
BD1
=
BC
+
CD
+
DD1
,
AC
=
AB
+
BC
,
BD1
AC
=(
BC
+
CD
+
DD1
)•(
AB
+
BC

=
BC
BC
+
CD
AB
=
BC
BC
-
AB
AB
=|
BC
|2-|
AB
|2
=1-1=0.
∴BD1⊥AC.同理可證BD1⊥AB1,
于是BD1⊥平面ACB1
(2)設(shè)底面正方形的對角線AC、BD交于點M,則
BM
=
1
2
BD
=
1
2
B1D1
,即2
BM
=
B1D1

對于空間任意一點O,設(shè)
OB
=b,
OM
=m,
OB1
=b1
OD1
=d1,
則上述等式可改寫成2(m-b)=d1-b1或b1+2m=d1+2b.記
b1+2m
1+2
=
d1+2b
1+2
=e.
此即表明,由e向量所對應(yīng)的點E分線段B1M及D1B各成λ(λ=2)之比,
所以點E既在線段B1M(B1M?面ACB1)上又在線段D1B上,
所以點E是D1B與平面ACB1之交點,此交點E將D1B分成2與1之比,
即D1E:EB=2:1.∴BE=
1
2
ED1
點評:本題考查直線與平面垂直的判定,棱柱的結(jié)構(gòu)特征,考查轉(zhuǎn)化思想,邏輯思維能力,是中檔題.
練習(xí)冊系列答案
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①異面直線C1P和CB1所成的角為定值;
②二面角P-BC1-D的大小為定值;
③三棱錐D-BPC1的體積為定值;
④直線CP與直線ABC1D1所成的角為定值.
其中真命題的個數(shù)為( 。

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