如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB⊥BC,D为AC的中点,AA1=AB=2,四棱锥B-A

如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB⊥BC,D为AC的中点,AA1=AB=2,四棱锥B-AA1C1D的体积为3.
(1)求证:AB1∥平面BC1D;
(2)求二面角C-BC1-D的正切值.
lcj19951 1年前 已收到1个回答 举报

吾雨风 幼苗

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解题思路:(1)欲证AB1∥平面BC1D,只需证明AB1平行平面BC1D中的一条直线,利用三角形的中位线平行与第三边,构造一个三角形AB1C,使AB1成为这个三角形中的边,而中位线OD恰好在平面BC1D上,就可得到结论.
(2)先根据AA1=AB=2,四棱锥B-AA1C1D的体积为3,求出BC长,利用三垂线定理,取BC中点M,连接DM,DM⊥平面BCC1,作MN⊥NC1与N,连接DN,则DN⊥BC1,则∠DNM为二面角C-BC1-D的平面角.再把角∠DNM放到三角形DMN中求出正切值即可.

(1)证明:连接B1C,设B1C与BC1相交于点O,连接OD,
∵四边形BCC1B是平行四边形,∴点O为B1C的中点,
∵D为AC的中点,∴OD为△AB1C的中位线,∴OD∥AB1
∵OD⊂平面BC1D,AB1⊄平面BC1D,∴AB1∥平面BC1D
(2)依题意知,AB=BB1=2,∵AA1⊥底面ABC,AA1⊂底面AA1C1C,
∴平面ABC⊥平面AA1C1C,且平面ABC∩平面AA1C1C=AC
作BE⊥AC,垂足为E,则BE⊥平面AA1C1C.
设BC=a,在Rt△ABC中,BE=[AB•BC/AC]=
2a

4+a2
∴四棱锥B-AA1C1D的体积V=[1/3]×[1/2](A1C1+AD)•AA1•BE=a=3,即BC=3
取BC中点M,连接DM,DM⊥平面BCC1,作MN⊥NC1与N,连接DN,则DN⊥BC1
∠DNM为二面角C-BC1-D的平面角.
在△DMN中,DM=1,MN=
3

13,tan∠DNM=

13
3,
∴二面角C-BC1-D的正切值为

13
3

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.

考点点评: 本题考察了线面平行判定定理的应用和二面角的作法和求法,解决二面角问题是要按照一作二证三计算的步骤,准确规范解题

1年前

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