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如图所示,直三棱柱ABC—A1B1C1中,底面是以∠ABC为直角的等腰直角三角形,AC=2a,BB1=3a,D为A1C1的中点,E为B1C的中点,

(1)求直线BE与A1C所成的角的余弦值.

(2)在线段AA1上是否存在点F,使CF⊥平面B1DF?若存在,求出|AF|;若不存在,请说明理由.

 

答案

解析:(1)以B为原点,建立如图所示的空间直角坐标系.

∵AC=2a,∠ABC=90°,

∴AB=BC=

a.

∴B(0,0,0),C(0,

a,0),A(a,0,0),A1(a,0,3a),C1(0, a,3a),B1(0,0,3a).

∴D(

a, a,3a),E(0,a,a).

=(a,-a,3a),=(0,a,a).

∴|

|=a,||=a.

·=0-a2+a2=a2.

∴cosθ=

=.

(2)假设存在点F,要使

⊥平面B1DF,只要.

不妨设AF=b,则F(

a,0,b),=(a,-a,b), =(a,0,b-3a), =(a,a,0).

·=a2-a2=0,

恒成立.

·=2a2+b(b-3a)=0b=a或b=2a,故当||=a或2a时,⊥平面B1DF.

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