如图,已知斜三棱柱ABC-A 1 B 1 C 1 的底面是直角三角形,∠C=90°,侧棱与底面所成的角为α(0°<α<9

如图,已知斜三棱柱ABC-A 1 B 1 C 1 的底面是直角三角形,∠C=90°,侧棱与底面所成的角为α(0°<α<90°),点B 1 在底面上的射影D落在BC上.
(1)求证:AC⊥平面BB 1 C 1 C;
(2)当α为何值时,AB 1 ⊥BC 1 ,且使点D恰为BC中点?
(3)(理科做)当α=arccos
1
3
,且AC=BC=AA 1 时,求二面角C 1 -AB-C的大小.
ustcmilan 1年前 已收到1个回答 举报

zch_03 幼苗

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(1)证明:∵B 1 D⊥平面ABC,AC⊂平面ABC,∴B 1 D⊥AC
又∵BC⊥AC,B 1 D∩BC=D,
∴AC⊥平面BB 1 C 1 C;
(2)∵B 1 D⊥面ABC,
∴B 1 D⊥AC,
又∵AC⊥BC,BC∩B 1 D=D,
∴AC⊥面BB 1 C 1 C.
∵AB 1 ⊥BC 1
∴由三垂线定理可知,B 1 C⊥BC 1 ,即平行四边形BB 1 C 1 C为菱形,
又∵B 1 D⊥BC,且D为BC的中点,
∴B 1 C=B 1 B,即△BB 1 C为正三角形,
∴∠B 1 BC=60°,
∵B 1 D⊥面ABC,且点D落在BC上,
∴∠B 1 BC即为侧棱与底面所成的角,
∴α=60°.
(3)C 1 作C 1 E⊥BC,垂足为E,则C 1 E⊥平面ABC. 过E作EF⊥AB,垂足为F,由三垂线定理得C 1 E⊥AB.
∴根据二面角平面角的定义可得:∠C 1 FE是所求二面角C 1 -AB-C的平面角.
设AC=BC=A 1 A=a,
在Rt△CC 1 E中,由∠C 1 CE=α=arccos
1
3 ,可得C 1 E=
2
2
3 a,
∴在Rt△BEF中,∠EBF=45°,EF=

2
2 BE=
2
2
3 a,
∴∠C 1 FE=45°.
故所求的二面角C 1 -AB-C为45°.

1年前

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