(2008•朝阳区一模)直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=120°,AC=CB=A1A=1,D1是A1B1上一动

(2008•朝阳区一模)直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=120°,AC=CB=A1A=1,D1是A1B1上一动点(可以与A1或B1重合),过D1和C1C的平面与AB交于D.
(Ⅰ)证明BC∥平面AB1C1
(Ⅱ)若D1为A1B1的中点,求三棱锥B1-C1AD1的体积VB1C1AD1
(Ⅲ)求二面角D1-AC1-C的取值范围.
江涵笑 1年前 已收到1个回答 举报

cinderella33 幼苗

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解题思路:(1)欲证CB∥平面AB1C1只需寻找在平面AB1C1内寻找一直线与CB平行,根据直三棱的定义可知CB∥C1B1问题得证;
(2)三棱锥B1-C1AD1的体积VB1C1AD1,可转化成求三棱锥C1-B1AD1的体积,此时高为C1D1
(3)当D1与A1重合时,二面角D1-AC1-C的大小为π,当D1与B1重合时,分别延长A1C1和AC1,过B1作B1E⊥A1C1延长于E,过点E作EF⊥A1C1,垂直为F,连接FB1,∠B1FE是所求二面角的平面角,在三角形B1FE中求出此角即可.

(Ⅰ)证明:依条件有CB∥C1B1
又C1B1⊂平面AB1C1
CB⊄平面AB1C1
所以CB∥平面AB1C1.(3分)
(Ⅱ)
因为D为AB的中点,
依条件可知;C1D1⊥A1B1
所以VB1−C1AD1
=[1/3]×C1D1×([1/2]×A1A×D1B1
=[1/3]×[1/2]×([1/2]×1×

3
2)=

3
24.(7分)
(Ⅲ)
因为D1是A1B1上一动点,
所以当D1与A1重合时,二面角D1-
AC1-C的大小为π;(9分)
当D1与B1重合时,
如图,分别延长A1C1和AC1
过B1作B1E⊥A1C1延长于E,
依条件可知平面A1B1C1⊥平面
ACC1A1
所以B1E⊥平面ACC1A1
过点E作EF⊥A1C1,垂直为F.
连接FB1
所以FB1⊥A1C1
所以∠B1FE是所求二面角的平面角.(11分)
容易求出B1E=

3
2,FE=

2
4.
所以tan∠B1FE=
B1

点评:
本题考点: 直线与平面平行的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;与二面角有关的立体几何综合题.

考点点评: 本小题主要考查直线与平面平行,以及棱柱、棱锥、棱台的体积和二面角及其度量等基础知识,考查空间想象能力,运算能力和推理论证能力.

1年前

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