在長方體ABCD-A1B1C1D1中,AD=1,AA1=AB=2,點E是AB上的動點,點M為D1C的中點.

(Ⅰ)當E點在何處時,直線ME∥平面ADD1A1,并證明你的結(jié)論;

(Ⅱ)在(Ⅰ)成立的條件下,求二面角A-D1E-C的大小.

答案:
解析:

  (Ⅰ)當的中點時,

  ∥平面  2分

  證明:取的中點N,連結(jié)MN、AN、,

  MNAE,

  四邊形MNAE為平行四邊形,可知MEAN

  在平面內(nèi)∥平面  5分

  (方法二)延長延長線于,連結(jié)

  ,又的中點,

  平面∥平面

  (Ⅱ)當的中點時,,又,

  可知,所以,平面平面,

  所以二面角的大小為;  7分

  又二面角的大小為二面角與二面角大小的和,

  只需求二面角的大小即可;

  過A點作DEF,則平面,

  過FH,連結(jié)AH,

  則AHF即為二面角的平面角  9分

  ,,

  所以二面角的大小為  12分

  向量法:以為原點,建立如圖空間坐標系

  則  7分

  設(shè)平面的一個法向量為,

  因為

  所以,所以,

  同理可求平面的一個法向量  10分

  所以,

  所以二面角的大小為  12分


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2
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