在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中.如果底边正方形ABCD的边长为AB=2.侧棱.则下

发布时间:2021-02-20 01:17:55

在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,如果底边正方形ABCD的边长为AB=2,侧棱,则下列四个命题:①AA1与BC1成45°角;②AA1与BC1的距离为2;③二面角C1-AB-C为;④B1D⊥平面D1AC.则正确命题的序号为   

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答案:分析:①由题意可得:BC1∥AD1,所以AA1与BC1成的角等于AA1与AD1成的角.再根据AB=2,侧棱,可得AA1与BC1成不等于45°角.
②由题意可得:线段AB是AA1与BC1的公垂线,可得AA1与BC1的距离为线段AB的长度.
③连接BC1,根据题意与二面角平面角的定义可得∠C1BC是二面角C1-AB-C的平面角,再利用解三角形的有关知识求出答案.
④连接AD1,A1D,由题中条件可得:AD1与A1D不垂直,进而得到B1D与AD1不垂直,可得B1D与平面D1AC不垂直.
解答:解:①由题意可得:ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱,所以BC1∥AD1,所以AA1与BC1成的角等于AA1与AD1成的角.
又因为正方形ABCD的边长为AB=2,侧棱,
所以AA1与BC1成不等于45°角,所以①错误.
②由正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的结构特征可得:线段AB是AA1与BC1的公垂线,所以AA1与BC1的距离为线段AB的长度,所以AA1与BC1的距离为2,所以②正确.
③连接BC1,由正四棱柱的结构特征可得AB⊥BC1,AB⊥BC,所以根据二面角平面角的定义可得∠C1BC是二面角C1-AB-C的平面角.
因为正方形ABCD的边长为AB=2,侧棱,
所以tan∠C1BC=,所以二面角C1-AB-C为,所以③正确.
④连接AD1,A1D,因为正方形ABCD的边长为AB=2,侧棱,所以AD1与A1D不垂直,所以根据三垂线定理可得B1D与AD1不垂直,所以B1D与平面D1AC不垂直,所以④错误.
故答案为:②③
点评:此题主要考查线面垂直的判断定理与异面直线的距离,以及考查线线角与二面角的有关知识,解决异面直线的距离问题的关键是找出两条异面直线的公垂线,而解决空间角的关键是找出空间角,其步骤是:作角,证角,求角,此题综合性较强考查的问题很基础,属于中档题.
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