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问题: 正方体

正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为棱AB、C1D1的中点,则直线A1B1与平面A1ECF成角的正弦值为_______

解答:

如图
连接A1C,EF,两者的交点为O。连接OB1。设正方体的棱长为2.
因为E、F分别为AB、C1D1的中点,可以算出:
A1E=EC=CF=FA1=√5,且A1E∥CF,A1F∥DE
所以,四边形A1ECF为菱形,且O为正方体的中心。
那么,A1C⊥EF。而,EF⊥A1B1
所以,EF⊥面A1B1O
而,EF属于面A1ECF
所以,面A1ECF⊥面A1B1O,A1O为两平面的公共线
所以,过B1作面A1ECF的垂线,垂足为G,那么G一定在A1O上
且,∠B1A1G即是A1B1与面A1ECF的夹角
因为O是正方体的中心,所以:A1O=B10=A1C/2=√3
所以,△A1B10为等腰三角形。并且A1BA=2
那么,在△A1B1O中
sin∠B1A1G=(√2)/(√3)=√6/3