题目
题型:不详难度:来源:
如图,直三棱柱A1B1C1-ABC中,C1C=CB=CA=2,AC⊥CB.D、E分别为棱C1C、B1C1的中点.
(Ⅰ)求A1B与平面A1C1CA所成角的大小;
(Ⅱ)求二面角B-A1D-A的大小;
(Ⅲ)试在线段AC上确定一点F,使得EF⊥平面A1BD.
答案
解析
∵AC⊥CB,∴BC⊥平面A1C1CA.
∴为与平面A1C1CA所成角,.
∴与平面A1C1CA所成角为.
(Ⅱ)分别延长AC,A1D交于G. 过C作CM⊥A1G于M,连结BM,
∵BC⊥平面ACC1A1,∴CM为BM在平面A1C1CA内的射影,
∴BM⊥A1G,∴∠CMB为二面角B—A1D—A的平面角,
平面A1C1CA中,C1C=CA=2,D为C1C的中点,
∴CG=2,DC="1" 在直角三角形CDG中,,.
即二面角B—A1D—A的大小为.
(Ⅲ)取线段AC的中点F,则EF⊥平面A1BD.
证明如下:
∵A1B1C1—ABC为直三棱柱,∴B1C1//BC,
∵由(Ⅰ)BC⊥平面A1C1CA,∴B1C1⊥平面A1C1CA,
∵EF在平面A1C1CA内的射影为C1F,当F为AC的中点时,
C1F⊥A1D,∴EF⊥A1D.
同理可证EF⊥BD,∴EF⊥平面A1BD.
解法二:
(Ⅰ)同解法一
(Ⅱ)∵A1B1C1—ABC为直三棱柱,C1C=CB=CA=2,
AC⊥CB,D、E分别为C1C、B1C1的中点.
建立如图所示的坐标系得:
C(0,0,0),B(2,0,0),A(0,2,0),
C1(0,0,2), B1(2,0,2), A1(0,2,2),
D(0,0,1), E(1,0,2).
,设平面A1BD的法向量为,
.
平面ACC1A1的法向量为=(1,0,0),.
即二面角B—A1D—A的大小为.
(Ⅲ)F为AC上的点,故可设其坐标为(0,,0),∴.
由(Ⅱ)知是平面A1BD的一个法向量,
欲使EF⊥平面A1BD,当且仅当//.
∴,∴当F为AC的中点时,EF⊥平面A1BD.
核心考点
试题【(本小题满分13分)如图,直三棱柱A1B1C1-ABC中,C1C=CB=CA=2,AC⊥CB.D、E分别为棱C1C、B1C1的中点. (Ⅰ)求A1B与平面A1C】;主要考察你对空间几何体的结构特征等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.充分不必要条件 | B.必要不充分条件 |
C.充要条件 | D.既不充分也不必要条件 |
(Ⅰ)求二面角的大小;
(Ⅱ)在线段上确定一点,使平面,并给出证明过程.
(1)求证:;
(2)求四棱锥A—ECBB1的体积;
(3)判断直线CF和平面AEB1的位置关系,并加以证明。
(Ⅰ)证明PA⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求以AC为棱,EAC与DAC为面的二面角的大小.
|
如图,O,H分别为AE、AB中点.
(Ⅰ)求证:直线OH//面BDE;
(Ⅱ)求证:面ADE面ABCE;
(Ⅲ)求二面角O-DH-E的余弦值.
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