解答题已知如图,斜三棱柱ABC-A1B1C1的侧面A1ACC1与底面ABC垂直,∠ABC=90°,BC=2,AC=2,且AA1⊥A1C,AA1=A1C.
(1)求侧棱A1A与底面ABC所成角的大小;
(2)求侧面A1ABB1与底面ABC所成二面角的大小;
(3)求顶点C到侧面A1ABB1的距离.
网友回答
(1)解:如图作A1D⊥AC,垂足为D,由面A1ACC1⊥面ABC,得A1D⊥面ABC,
所以∠A1AD为A1A与面ABC所成的角.
因为AA1⊥A1C,AA1=A1C,
所以∠A1AD=45°为所求.
(2)解:作DE⊥AB,垂足为E,连A1E,则由A1D⊥面ABC,得A1E⊥AB.
所以∠A1ED是面A1ABB1与面ABC所成二面角的平面角.
由已知,AB⊥BC,得ED∥BC.
又D是AC的中点,BC=2,AC=2,
所以DE=1,AD=A1D=,tan∠A1ED==.
故∠A1ED=60°为所求.
(3)解法一:由点C作平面A1ABB1的垂线,垂足为H,
则CH的长是C到平面A1ABB1的距离.
连接HB,由于AB⊥BC,得AB⊥HB.
又A1E⊥AB,知HB∥A1E,且BC∥ED,
所以∠HBC=∠A1ED=60°
所以CH=BCsin60°=为所求.
解法二:连接A1B.
根据定义,点C到面A1ABB1的距离,即为三棱锥C-A1AB的高h.
由得,
即
所以为所求.解析分析:(1)要求侧棱A1A与底面ABC所成角的大小;必须先找出线面角,就是∠A1AC;(2)要求侧面A1ABB1与底面ABC所成二面角的大小;利用三垂线定理作出角,即作DE⊥AB,垂足为E,连A1E,则由A1D⊥面ABC,得A1E⊥AB.所以∠A1ED是面A1ABB1与面ABC所成二面角的平面角.求解即可;(3)求顶点C到侧面A1ABB1的距离,可以应用等体积法求解,也可以直接作出距离解三角形即可.点评:本小题主要考查直线与直线、直线与平面、平面与平面的位置关系,棱柱的性质,空间的角和距离的概念,逻辑思维能力、空间想象能力及运算能力.