解题思路:(1)由题意知四边形AA1D1D是正方形,得AD1⊥平面DA1C,即AD1⊥DC,可证DC⊥平面AA1D1D得 DC⊥A1D1.
(2)根据(1)的结论,利用垂直关系建立坐标系,求平面CD1E的法向量,用向量的数量积求二面角的余弦值.
(1)∵ABCD-A1B1C1D1是直四棱柱且AD=DD1;
∴四边形AA1D1D是正方形,∴AD1⊥A1D,
∵AD1⊥A1C,A1D∩A1C=A1;
∴AD1⊥平面DA1C;∴AD1⊥DC(4分)
∵DD1⊥DC,DD1∩AD1=D1;
∴DC⊥平面AA1D1D;∴DC⊥A1D1(6分)
(2)由(1)知以D1为坐标原点,建立空间直角坐标系;C(0,1,1);E(1,1,0);
D1C=(0,11);
D1E=(1,1,0)(8分)
由题意,平面D1EB1的法向量为
D1D=(0,0,1)
设平面CD1E的法向量
n=(x,y,z),则
y+z=0
x+y=0⇒
点评:
本题考点: 空间中直线与直线之间的位置关系;与二面角有关的立体几何综合题.
考点点评: 本题用了线面垂直的定理及定义进行线线垂直、线面垂直的转化;借助垂直关系建立坐标系,求出平面的法向量,利用向量数量积求二面角的余弦值,注意二面角的大小.