如图,已知平面BCC1B1是圆柱的轴截面(经过圆柱的轴的截面),BC是圆柱底面的直径,O为底面圆心,E为母线CC1的中点,已知AB=AC=AA1=4.
(I)求证:B1O⊥平面AEO;
(II)求二面角B1-AE-O的余弦值;
(Ⅲ)求三棱锥A-B1OE的体积.
网友回答
(I)证明:依题意可知,AA1⊥平面ABC,∠BAC=90°,如图建立空间直角坐标系A-xyz,因为AB=AC=AA1=4,则A(0,0,0),B(4,0,0),E(0,4,2),O(2,2,0),B1(4,0,4)
,,=(2,2,0)
∴,∴
∴B1O⊥EO
同理B1O⊥AO
∵AO∩EO=O,AO,EO?平面AEO
∴B1O⊥平面AEO;?????????(4分)
(II)解:平面AEO的法向量为,设平面B1AE的法向量为,
∴,∴
令x=2,则
∴cos==
∴二面角B1-AE-F的余弦值为?????????????????????????(8分)
(Ⅲ)解:∵,∴,∴AO⊥EO
∵AO=,EO=2
∴三棱锥A-B1OE的体积==S△AOE?B1O=?????????(12分)
解析分析:(I)建立空间直角坐标系A-xyz,设出点的坐标,表示出向量的坐标,利用向量的数量积,确定线线垂直,即可确定线面垂直;(II)求出平面AEO、平面?B1AE的法向量,利用向量的夹角公式,可求二面角B1-AE-F的余弦值;(Ⅲ)确定AO⊥EO,计算AO,EO的长,利用等体积,即可求得结论.
点评:本题考查向量知识的运用,考查线面垂直,考查面面角,考查三棱锥体积的计算,解题的关键是利用空间向量法,确定平面的法向量.