三、解答题
(20)(本小题12分)
如图,在直三棱柱
中,
、
分别为
、
的中点。
(I)证明:ED为异面直线
与
的公垂线;
(II)设
求二面角
的大小

解法一:
(Ⅰ)设O为AC中点,连结EO,BO,则![]()
![]()
,所以![]()
![]()
,
为
平行四边形,![]()
![]()
。 ……2分
![]()
又平面
平面
面
,故
平面
,
平面
,
,
为异面直线
与
的公垂线。
……6分
(Ⅱ)连结
,由
可知,
为正方形,
,由
平面
和
平面
知平面
平面
,

不妨设
,
则
,
![]()
所以二面角
为
……12分
解法二:
(Ⅰ)如图,建立直角坐标系
其中原点
为
的中点。
设![]()
则
……3分

又
=(-2a,0,2c)
,∴ED⊥AC1
所以
是异面直线
与
的公垂线。……6分
(Ⅱ)不妨设![]()
则![]()
,
,即
,又
,
面![]()
又
,
,
,即
,又
,
面
……10分
,即得
和
的夹角为
,
所以二面角
为![]()

……12分
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