如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥面ABC,BC⊥AC,BC=AC=2,D为AC的中点.(1)求证:AB1∥面BDC1;(2)若AA1=3,求二面角C1-B

发布时间:2020-08-04 18:31:21

如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥面ABC,BC⊥AC,BC=AC=2,D为AC的中点.
(1)求证:AB1∥面BDC1;
(2)若AA1=3,求二面角C1-BD-C的余弦值.

网友回答

(1)证明:连接B1C,交BC1于点O,
则O为B1C的中点,
∵D为AC中点,
∴OD∥B1A,
又B1A?平面BDC1,OD?平面BDC1
∴B1A∥面BDC1(4分)

(2)解:∵AA1⊥平面ABC,BC⊥AC,AA1∥CC1,
∴CC1⊥面ABC,
则BC⊥平面AC1,CC1⊥AC
如图建系,则C1(3,0,0),B(0,0,2),D(0,1,0),C(0,0,0)
∴=(-3,1,0),=(-3,0,2)
设平面C1DB的法向量为n=(x,y,z)
则n=(2,6,3)
又平面BDC的法向量为=(3,0,0)
∴二面角C1-BD-C的余弦值:cos<
解析分析:(1)欲证B1A∥面BDC1,欲证根据直线与平面平行的判定定理可知只需证B1A与面BDC1内一直线平行即可,连接B1C,交BC1于点O,根据中位线可知OD∥B1A,又B1A?平面BDC1,OD?平面BDC1,满足定理所需条件;(2)以点C为坐标原点,CC1为x轴,CA为y轴,CB为z轴,建立空间直角坐标系,求出向量和向量,设平面C1DB的法向量为n=(x,y,z)可求出,而平面BDC的法向量为,根据向量的夹角公式可求出二面角C1-BD-C的余弦值.

点评:本题主要直线与平面平行的判定,以及利用空间向量的知识求二面角.涉及到的知识点比较多,知识性技巧性都很强.
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