如图,正方体A1B1C1D1-ABCD中,EF与异面直线AC,A1D都垂直相交(1)求异面直线EF与B1C所成的角;(2)求证:EF⊥面B1AC;(3)求证:EF∥面BB1D1D.

问题描述:

如图,正方体A1B1C1D1-ABCD中,EF与异面直线AC,A1D都垂直相交

(1)求异面直线EF与B1C所成的角;
(2)求证:EF⊥面B1AC;
(3)求证:EF∥面BB1D1D.

(1)正方体A1B1C1D1-ABCD中,A1D∥B1C,
而EF与异面直线AC,A1D都垂直相交,
∴EF⊥B1C,故直线EF与B1C所成的角为90°.
(2)∵

EF⊥B1C
EF⊥AC
B1C∩AC=C
,∴EF⊥面B1AC.
(3)正方形ABCD中,AC⊥BD,而BD是BD1在面ABCD内的射影,
 由三垂线定理可得BD1⊥AC,同理可证BD1⊥B1A,
而B1A和AC 是面AB1C内的两条相交直线,∴BD1⊥面B1AC.
又EF⊥面B1AC,∴BD1∥EF,BD1⊂面BDD1B1,∴EF∥面BDD1B1
答案解析:(1)由A1D∥B1C,而EF与异面直线AC,A1D都垂直相交,可得EF⊥B1C.
(2)根据EF⊥B1C,EF⊥AC,可得EF⊥面B1AC.
(3)先利用线面垂直的判定定理证明 BD1⊥面B1AC,而EF⊥面B1AC,故BD1∥EF,再根据BD1⊂面BDD1B1,得 EF∥面BDD1B1
考试点:异面直线及其所成的角;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.
知识点:本题考查异面直线所成的角的定义和求法,证明线面平行、线面垂直的方法,证明BD1⊥面B1AC,是解题的难点.