18、解:【方法一】(1)证明:在线段BC1上取中点F,连结EF、DF
则由题意得EF∥DA1,且EF=DA1,∴四边形EFDA1是平行四边形
∴A1E∥平面BDC1 …6分
(2)由A1E⊥B1C1,A1E⊥CC1,得A1E⊥平面CBB1C1,过点E作
EH⊥BC1于H,连结A1H,则∠A1HE为二面角A1-BC1-B1的平面角 …8分
在Rt△BB1C1中,由BB1=8,B1C1=4,得BC1边上的高为,∴EH=,
又A1E=2,∴tan∠A1HE==>∴∠A1HE>60°, …11分
∴M在棱AA1上时,二面角M-BC1-B1总大于60°,故棱AA1上不存在使二面角M-BC1-B1的大小为60°的点M. …12分
【方法二】建立如图所示的空间直角坐标系,题意知B(-2,0,0), D(2,40),A1(2,8,0), C1(0,8,2),B1(-2,8,0), E(-1,8,),=(-4,-4,0), =(-2,4,2), =(-3,0, ),
=(-4,-8, 0), =(-2,0, 2),=(0,8,0), =(2,8, 2).
(1)证明:∵=2(+)∴A1E∥平面BDC1 ……………………6分
(2)设=(x,y,1)为平面A1BC1的一个法向量,则,且,即
解得∴=(,,1),同理,设=(x,y,1)为平面
B1BC1的一个法向量,则,且,即解得
∴=(-,0,1),∴cos<,>==-
∴二面角A1-BC1-B1为arccos. 即arctan,又∵>
∴二面角A1-BC1-B1大于60°, ∴M在棱AA1上时,二面角M-BC1-B1总大于60°,故棱AA1
上不存在使二面角M-BC1-B1的大小为60°的点M. ………………………12分
- 答案