Question

已知正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁，O是底ABCD對角線的交點．
（1）求證：C₁O∥面AB₁D₁；
（2）求異面直線AD₁與C₁O所成角的大小．

Answer 1

證明：（1）連接A₁C₁，設(shè)A₁C₁∩B₁D₁=O₁，連接AO₁，
∵ABCD-A₁B₁C₁D₁是正方體，
∴A₁A

∥

.

CC₁，
∴A₁ACC₁是平行四邊形，
∴A₁C₁∥AC且 A₁C₁=AC．
又O₁，O分別是A₁C₁，AC的中點，
∴O₁C₁∥AO且O₁C₁=AO，
∴AOC₁O₁是平行四邊形．
∴C₁O∥AO₁，AO₁?面AB₁D₁，C₁O?面AB₁D₁，
∴C₁O∥平面AB₁D₁．
（2）連接BC₁，C₁D，
∴ABC₁D₁是平行四邊形．
∵AD₁∥BC₁，
∴∠BC₁O為AC₁與B₁C所成的角．
∵ABCD-A₁B₁C₁D₁是正方體，
∴BC₁=C₁D=BD．
又O是BD的中點，
∴∠BC₁O=30°
∴異面直線AD₁與 C₁O所成角為30°．