3p-1=0 得 px+q-1=0
,
即
x q=1- 3
→ → → ∴A1C1=(-1,1,0), =(-2,2,0), 1B1=(1,1,0), AC D → → → → → DB=(2,2,0),∴AC=2A1C1,DB=2D1B1, → → → → ∴AC与A1C1平行,DB与D1B1平行, 即 A1C1 与 AC 共面,B1D1 与 BD 共面. → → (2)∵DD1· =(0,0,2)· AC (-2,2,0)=0, → → DB· =(2,2,0)· AC (-2,2,0)=0, → → → → ∴DD1⊥AC,DB⊥AC,
n1·→ =a+c=0, A1B 则 1 → A n1· 1D =b+2c=0, 1,1 ,-1. 令 c=-1,则 n1= 2
1 → ∵n1· 1P=1×(-1)+ ×2+(-1) ×0=0, B 2 ∴PB1∥平面 BDA1. (2) 由 (1) 知 , 平 面 BDA1 的 一 个 法 向 量 n1 = 1,1 ,-1. 2 又 n2=(1,0,0)为平面 AA1D 的一个法向量, n1·2 n 1 2 ∴cos〈n1,n2〉= = = . 3 3 |n1|· 2| |n 1× 2 2 故二面角 A- 1D- 的平面角的余弦值为 . A B 3
a → → (2)A1C=(a,a,-a),DE=a,-2,0 , → → ∴cos〈A1C,DE〉= 1 2 a- a 2
2
1 15 = = . 5 15 15 3a· a 2
15 ∴直线 A1C 与 DE 所成角的余弦值为 . 15
(3)设平面 B1EDF 的法向量为 n=(x,y,z), → → 则由 n⊥B1E,n⊥D E ,得 a y-az=0, y=2z, 2 ∴ a y=2x. ax- y=0, 2