如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,E是AC中点.

如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,E是AC中点.

(1)求证:平面BEC1⊥平面ACC1A1
(2)求证:AB1∥平面BEC1
(3)若
A1A
AB
2
2
,求二面角E-BC1-C的大小.
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jdhou_cn 花朵

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解题思路:(Ⅰ)由ABC-A1B1C1是正三棱柱,知AA1⊥平面ABC,BE⊥AA1.由△ABC是正三角形,E是AC中点,知BE⊥平面ACC1A1.由此能够证明平面BEC1⊥平面ACC1A1
(Ⅱ)连B1C,设BC1∩B1C=D.由ABC-A1B1C1是正三棱柱,知BCC1B1是矩形,D是B1C的中点.由E是AC的中点,知AB1∥DE.由此能够证明AB1∥平面BEC1
(Ⅲ)作CF⊥BC1于F,FG⊥BC1于G;连CG.由平面BEC1⊥平面ACC1A,知CF⊥平面BEC1,故FG是CG在平面BEC1上的射影.根据三垂线定理,知∠CGF是二面角E-BC1-C的平面角,由此能求出二面角E-BC1-C的大小.

(Ⅰ)证明:∵ABC-A1B1C1是正三棱柱,
∴AA1⊥平面ABC,
∴BE⊥AA1
∵△ABC是正三角形,E是AC中点,
∴BE⊥AC,
∴BE⊥平面ACC1A1
∴BE⊂平面BEC1
∴平面BEC1⊥平面ACC1A1.…(4分)
(Ⅱ)证明:连B1C,设BC1∩B1C=D.
∵ABC-A1B1C1是正三棱柱,
∴BCC1B1是矩形,D是B1C的中点.
∵E是AC的中点,
∴AB1∥DE.
∵DE⊂平面BEC1,AB1⊄平面BEC1
∴AB1∥平面BEC1.…(8分)
(Ⅲ) 作CF⊥BC1于F,FG⊥BC1于G;连CG.
∵平面BEC1⊥平面ACC1A,
∴CF⊥平面BEC1…(9分)
∴FG是CG在平面BEC1上的射影.
根据三垂线定理得,CG⊥BC1
∴∠CGF是二面角E-BC1-C的平面角.…(10分)
设AB=a,∵
A1A
AB=

2
2,则A1A=

2
2a.
在Rt△ECC1中,CF=
EC•CC1
EC1=

6
6a
在Rt△BCC1中,CG=
BC•CC1
BC1=

3
3a.
在Rt△CFG中,∵sin∠CGF=
CF
CG=

2
2,
∴∠CGF=45°.
∴二面角E-BC1-C的大小是45°…(12分)

点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面平行的判定;平面与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查证明平面BEC1⊥平面ACC1A1,求证AB1∥平面BEC1,求二面角E-BC1-C的大小.考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点,易错点是∠CGF是二面角E-BC1-C的平面角的证明.解题时要认真审题,仔细解答.

1年前

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