已知斜三棱柱ABC-A1B1C1的侧面AA1C1C是面积为32的菱形,∠AA1C1为锐角,侧面ABB1A1⊥AA1C1C

已知斜三棱柱ABC-A1B1C1的侧面AA1C1C是面积为
3
2
的菱形,∠AA1C1为锐角,侧面ABB1A1⊥AA1C1C,且A1B=AB=AC=1.
(Ⅰ)求证:AA1⊥BC1
(Ⅱ)求A1到平面ABC的距离;
(Ⅲ)求二面角B-AC-C1的余弦值.
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tqq6521 种子

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解题思路:(Ⅰ)要证:AA1⊥BC1,先说明△AA1B是等边三角形,设D是AA1的中点、连接BD,C1D,证明AA1⊥平面BC1D,即可.
(Ⅱ)根据上一问得到的结论,OA、OC1、OB两两垂直以O为原点,建立如图空间直角坐标系,写出要用的点的坐标,和向量的坐标,根据点到平面的距离公式得到结果.
(Ⅲ)根据上一问做出的平面的法向量,和另一个平面的在图形中存在的法向量,用两个法向量所成的角,得到两个平面之间的夹角的余弦.

(Ⅰ)证明:因为四边形AA1C1C是菱形,所以有AA1=A1C1=C1C=CA=1.
从而知△AA1B是等边三角形.(2分)
设D是AA1的中点、连接BD,C1D,
则BD⊥AA1,由 S菱形A A1C1C =

3
2.
知C1到AA1的距离为

3
2.∠AA1C1=60°,
所以△AA1C1是等边三角形,(4分)
且C1D⊥AA1,所以AA1⊥平面BC1D.(6分)
又BC1⊂平面BC1D,故AA1⊥BC1.(7分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知C1O⊥AA1,BO⊥AA1
∵平面ABB1A1⊥平面AA1C1C,
∴BO⊥平面AA1C1C,C1O⊂平面AA1C1C
BO⊥C1O
∴OA、OC1、OB两两垂直,…(6分)
以O为原点,建立如图空间直角坐标系,则:
O(0,0,0),A(0,[1/2],0),A1(0,-[1/2],0),B(0,0,

3
2),C1(

3
2,0,0).…(7分)


n=(x,y.z)
是平面ABC的一个法向量,
则-
1
2y+

3
2z=0,

点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;空间中直线与直线之间的位置关系;点、线、面间的距离计算.

考点点评: 本题考查直线与平面的垂直,考查空间想象能力,逻辑思维能力,考查用空间向量来解决立体几何距离和面面之间的夹角的问题,是中档题.

1年前

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