如图,斜三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=3,AC=2,AB⊥AC,A1C1⊥BC1侧棱与底面成60°角.

如图,斜三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=3,AC=2,AB⊥AC,A1C1⊥BC1侧棱与底面成60°角.
(1)求证:AC⊥平面ABC1
(2)求证:C1在平面ABC上的射影H在直线AB上;
(3)求此三棱柱体积的最小值.
ronaldosky 1年前 已收到1个回答 举报

haidiac 春芽

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解题思路:(1)根据棱柱的性质,我们可得A1C1∥AC,又由已知中A1C1⊥BC1,AB⊥AC,我们根据线面垂直的判定定理可得AC⊥面ABC1;(2)根据(1)的结论,由线面垂直的判定定理可得平面ABC⊥平面ABC1,在平面ABC1内,过C1作C1H⊥AB于H,则C1H⊥平面ABC,即C1点在平面ABC上的射影H在直线AB上;(3)连接HC,由(2)的结论可得C1H⊥平面ABC,即∠C1CH就是侧棱CC1与底面所成的角,由已知中侧棱与底面成60°角,故可得当CH=AC时,棱柱的体积取最小值,求出棱柱的底面积和高,代入棱柱体积公式即可得到答案.

证明:(1)由棱柱性质,可知A1C1∥AC,∵A1C1⊥BC1
∴AC⊥BC1,又∵AC⊥AB,∴AC⊥平面ABC1
(2)由(1)知AC⊥平面ABC1,又AC⊂平面ABC,
∴平面ABC⊥平面ABC1
在平面ABC1内,过C1作C1H⊥AB于H,则C1H⊥平面ABC
故点C1在平面ABC上的射影H在直线AB上.
(3)连接HC,由(2)知C1H⊥平面ABC,
∴∠C1CH就是侧棱CC1与底面所成的角,
∴∠C1CH=60°,C1H=CH•tan60°=
3CH
V棱柱=S△ABC•C1H=[1/2×3×2×
3]CH=3
3CH
∵CA⊥AB,∴CH≥AC=2,
所以棱柱体积最小值3
3×2=6
3.

点评:
本题考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查的知识点是直线与平面垂直的判定,棱柱的体积,空间线面关系,其中熟练掌握空间直线与平面平行或垂直的判定、性质、定义及几何特征是解答本题的关键.

1年前

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