解答题如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的各条棱长均为2,M是BC的中点.(Ⅰ)求

发布时间:2020-07-09 04:27:47

解答题如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的各条棱长均为2,M是BC的中点.
(Ⅰ)求证:A1C∥平面AB1M;
(Ⅱ)求证在棱CC1上找一点N使得MN⊥AB1;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求二面角M-AB1-N的余弦值.

网友回答

(本小题满分14分)
(Ⅰ)证明:连接A1B,交AB1于P,则PM∥A1C,又PM?面AB1M,A1C?面AB1M,
∴A1C∥面AB1M.(4分)
(Ⅱ)解:取B1C1中点H,连接MH,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,、、两两垂直,故分别以为x、y、z轴,建立如图空间坐标系.设CN=2(0<a<2),则A(),B1(1,0,2),M(0,0,0),N(-1,0,a),∴.
由=0,有-1+2a=0,解得,故在棱CC1上的点N满足CN=,使MN⊥AB1.(9分)
(Ⅲ)解:由(Ⅱ),,则,
又'则面AB1M一个法向量.
设面AB1N的一个法向量,

由即,取(12分)

=
故二面角M-AB1-N的余弦值为.(14分)解析分析:(Ⅰ)考查线面平行,常用线面平行的判定定理来证明.(Ⅱ)属于开放性命题,考查线线垂直,可以用立体几何中的向量法发来解决:建立空间直角坐标系求出的坐标表示,让它们的数量积为零即可;(Ⅲ)要求空间角,我们用立体几何中的向量方法会更简单.要先找出二面的法向量,二面角的余弦值即是它们法向量夹角的余弦值.点评:本题是考查立体几何的题目,其中以线面平行 线面垂直常考,处理方法 常用线面平行或垂直的判定定理来证明;至于空间角的问题,我们用立体几何中的向量方法会更简单.此类题是高考必考题,一般为第19题,要重点掌握.
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