(2014•福建模拟)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面△ABC为等腰直角三角形,∠B=90°,D为棱BB1上

(2014•福建模拟)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面△ABC为等腰直角三角形,∠B=90°,D为棱BB1上一点,且面DA1 C⊥面AA1C1C.
(1)求证:D为棱BB1中点;
(2)
AA1
AB
为何值时,二面角A-A1D-C的平面角为60°.
johnnymanlau 1年前 已收到1个回答 举报

d__b 幼苗

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解题思路:(1)过点D作DE⊥A1C于E点,取AC的中点F,连BF,EF.先证明DE⊥面AA1C1C,再证明D,E,F,B共面,进而有EF∥AA1,又点F是AC的中点,即可得到结论;
(2)过B作BH⊥A1G于点H,由三垂线定理知,A1G⊥CH,则可得∠CHB为二面角A-A1D-C的平面角,利用二面角A-A1D-C的平面角为60°,即可得到结论.

(1)证明:过点D作DE⊥A1C于E点,取AC的中点F,连BF,EF.

∵面DA1C⊥面AA1C1C且相交于A1C,面DA1C内的直线DE⊥A1C,
∴DE⊥面AA1C1C.
又∵面BAC⊥面AA1C1C且相交于AC,且△ABC为等腰三角形,∴BF⊥AC,
∴BF⊥面AA1C1C.由此知:DE∥BF,从而有D,E,F,B共面,
又BB1∥面AA1C1C,故有DB∥EF,从而有EF∥AA1,又点F是AC的中点,
所以DB=EF=[1/2AA1=
1
2BB1
所以D为棱BB1中点;
(2)延长A1D与直线AB相交于G,则CB⊥面AA1B1B
过B作BH⊥A1G于点H,由三垂线定理知,A1G⊥CH
由此可知∠CHB为二面角A-A1D-C的平面角
设AA1=2b,AB=BC=a,则在直角△A1AG中,AB=BG;
在直角△DBG中,BH=
BD•BG
DG]=
b•a

a2+b2;
在直角△CHB中,tan∠CHB=[BC/BH]=

a2+b2
b,
∵二面角A-A1D-C的平面角为60°,


a2+b2
b=tan60°=
3

2b
a=
2

AA1
AB=
2.

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法.

考点点评: 本题考查平面与平面垂直的性质,考查面面角,考查分析问题解决问题的能力,是中档题.

1年前

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