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已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,E,F分别是棱AB,BC上的点,且AE=BF,若A1E与C1F所成的角最

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/26 23:22:16
已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,E,F分别是棱AB,BC上的点,且AE=BF,若A1E与C1F所成的角最小,则有(  )

A.AE=BF=
1
4
已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,E,F分别是棱AB,BC上的点,且AE=BF,若A1E与C1F所成的角最
如图示:

设|AE|=|BF|=x,x∈(0,a),∴

A1E=(0,x-a),

C1F=(a-x,-a),
∴cos<

A1E,

C1F>=

A1E•

C1F
|

A1E|•|

C1F|=
a2

(x2+a2)[a2+(a-x)2],
另设分母中;f(x)=(x2+a2)[a2+(a-x)2],
∴f′(x)=2[(2x3-ax2)-a(2x2-3ax+a2)]
=2(2x-a)(x2-ax+a),
又∵f″(x)=6(2x2-2ax+a2)>0,
∴f′(x)是增函数,
∴只能有1个零点x=
1
2a,
∴f(x)在x=
1
2a时,取到最小值,
∴AE=BF=
1
2a,
故选:D.