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在直三棱柱ABC—A1B1C1中,CA=CB=CC1=2,∠ACB=90°,E、F分别是BA、BC的中点,G是AA1上一点,且AC1⊥EG.

(Ⅰ)确定点G的位置;

(Ⅱ)求直线AC1与平面EFG所成角θ的大小.

答案

(Ⅰ)中点(Ⅱ)


解析:

解法一:(Ⅰ)以C为原点,分别以CB、CA、CC1x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则F(1,0,0),E(1,1,0),A(0,2,0),C1(0,0,2),

设G(0,2,h),则

∴-1×0+1×(-2)+2h=0.  ∴h=1,即G是AA1的中点. 

(Ⅱ)设是平面EFG的法向量,则

所以平面EFG的一个法向量m=(1,0,1)

, 即AC1与平面EFG所成角 

解法二:(Ⅰ)取AC的中点D,连结DE、DG,则ED//BC

 
∵BC⊥AC,∴ED⊥AC.

又CC1⊥平面ABC,而ED平面ABC,∴CC1⊥ED.

∵CC1∩AC=C,∴ED⊥平面A1ACC1.

又∵AC1⊥EG,∴AC1⊥DG.

连结A1C,∵AC1⊥A1C,∴A1C//DG.

∵D是AC的中点,∴G是AA??1的中点.

(Ⅱ)取CC1的中点M,连结GM、FM,则EF//GM,

∴E、F、M、G共面.作C1H⊥FM,交FM的延长线于H,∵AC⊥平面BB1C1C,

C1H平面BB1C1C,∴AC⊥G1H,又AC//GM,∴GM⊥C1H. ∵GM∩FM=M,

∴C1H⊥平面EFG,设AC1与MG相交于N点,所以∠C1NH为直线AC1与平面EFG所成角θ.

因为 

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