如圖所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=4.
(1)求證:AC⊥BC1;
(2)在AB上是否存在點D,使得AC1平面CDB1,若存在,確定D點位置并說明理由,若不存在,說明理由.
(1)證明:在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AC,BC,CC1兩兩垂直,以C為坐標原點,直線CA,CB,CC1分別為x軸y軸,z軸,建立空間直角坐標系,則C(0,0,0),A(3,0,0),C1(0,0,4),B(0,4,0),B1(0,4,4).

AC
=(-3,0,0),
BC1
=(0,-4,4),∴
AC
BC1
=0,即
AC
BC1
,
∴AC⊥BC1
(2)假設在AB上存在點D使得AC1平面CDB1,則
AD
AB
=(-3λ,4λ,0),其中0≤λ≤1,則D(3-3λ,4λ,0),
B1D
=(3-3λ,4λ-4,-4),
B1C
=(0,-4,-4),
AC1
=(-3,0,4),AC1平面CDB1,所以存在實數(shù)m,n,使
AC1
=m
B1D
+n
B1C
成立,
∴m(3-3λ)=-3,m(4λ-4)-4n=0,-4m-4n=4,
所以λ=
1
2
,所以在AB上存在點D使得AC1平面CDB1,且D為AB的中點.
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BA1
CB1
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2
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π
4
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