因为是一个长方体,很容易建立空间直角坐标系,(I)先求得相关点的坐标A1(0,0,4),C(3,3,0),
E(0,0,2),O(,从而得到向量的坐标,然后由共线向量定理证明即可.
(II)分别求得二个半平面的一个法向量即可,由于AE⊥平面ABCD,则就是平面ABCD的法向量.B(3,0,0),D(0,3,0),再求得平面EBD的一个法向量为,用向量的夹角公式求解.
(III)先求平面A1BCD1的法向量,再由点E和平面内一点构建向量,利用向量距离公式求解.
【解析】
(I)如图建立空间直角坐标系,取BD的中点O,
连接EO.
A1(0,0,4),C(3,3,0),
E(0,0,2),O((2分)
,
∵,∴A1C∥EO.
∵EO⊂平面BED,A1C⊄平面BED,
∴A1C∥平面BED.(5分)
(II)由于AE⊥平面ABCD,
则就是平面ABCD的法向量.(6分)
B(3,0,0),D(0,3,0),
设平面EBD的法向量为.
由得
令z=3,则.(7分)
.
∴二面角E-BD-A的大小为arrccos.(9分)
(III)D1(0,3,4),则,
设平面A1BCD1的法向量为.
即
解得令z'=3,则=(-4,0,-3).
即点E到平面A1BCD1的距离是.
又.(14分)