Question

如圖，正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁的棱長為4，E，F分別是BC，CD上的點，且BE=CF=3．
（1）求B₁F與平面BCC₁B₁所成角的正切值；
（2）求證：B₁F⊥D₁E．

Answer 1

（1）在正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中，CD⊥平面BCC₁B₁，
連接B₁C，則∠FB₁C為B₁F與平面BCC₁B₁所成的角，…（4分）
又∠B₁CF=90°，CF=3，B1C=4

2

，
所以tan∠FB1C=

CF

B1C

=

3 2

8

、…（6分）
（2）如圖，以D為坐標原點，直線DA、DC、DD₁分別x軸、y軸、z軸，建立空間直角坐標系．
則D₁（0，0，4），E（1，4，0），F（0，1，0），B₁（4，4，4），

D1E

=(1，4，-4)，

B1F

=(-4，-3，-4)，…（11分）
計算得

D1E

•

B1F

=0，所以B₁F⊥D₁E．…（12分）