如图,四棱柱ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 的底面ABCD是正方形,O为底面中心,A 1 O⊥平面ABCD,A

如图,四棱柱ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 的底面ABCD是正方形,O为底面中心,A 1 O⊥平面ABCD,AB=AA 1 .

(1)证明:A 1 C⊥平面BB 1 D 1 D;
(2)求平面OCB 1 与平面BB 1 D 1 D的夹角θ的大小.
kkwu0703 1年前 已收到1个回答 举报

小妮子果果 幼苗

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(1)见解析(2)

(1)证明 法一:由题设易知OA,OB,OA 1 两两垂直,以O为原点建立如图所示的空间直角坐标系.

∵AB=AA 1
∴OA=OB=OA 1 =1,
∴A(1,0,0),B(0,1,0),C(-1,0,0),D(0,-1,0),A 1 (0,0,1).
,易得B 1 (-1,1,1).
=(-1,0,-1), =(0,-2,0), =(-1,0,1),
· =0, · =0,
∴A 1 C⊥BD,A 1 C⊥BB 1
又BD∩BB 1 =B,A 1 C⊄平面BB 1 D 1 D,
∴A 1 C⊥平面BB 1 D 1 D.
法二:∵A 1 O⊥平面ABCD,∴A 1 O⊥BD.
又∵ABCD是正方形,∴BD⊥AC,∴BD⊥平面A 1 OC,∴BD⊥A 1 C.
又OA 1 是AC的中垂线,∴A 1 A=A 1 C= ,且AC=2,
∴AC 2 +A 1 C 2
∴△AA 1 C是直角三角形,∴AA 1 ⊥A 1 C.
又BB 1 ∥AA 1 ,∴A 1 C⊥BB 1
∴A 1 C⊥平面BB 1 D 1 D.
(2)设平面OCB 1 的法向量n=(x,y,z).
=(-1,0,0), =(-1,1,1),


取n=(0,1,-1),由(1)知, =(-1,0,-1)是平面BB 1 D 1 D的法向量,
∴cos θ=|cos〈n, 〉|= .
又∵0≤θ≤ ,∴θ= .

1年前

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