如图,已知四棱台ABCD-A1B1C1D1的侧棱A1A垂直于底面AB-CD,底面ABCD是边长为2的正方形,四边形A1B1C1D1是边长为1的正方形,DD1=2.
(1)求证:平面A1ACC1丄平面B1BDD1
(2)求四棱锥A-CDD1C1的体积.
网友回答
解:(1)∵AA1⊥平面ABCD,∴AA1⊥BD,即BD⊥AA1,
又底面ABCD为正方形,∴BD⊥AC,
∵AC∩AA1=A,AC?平面A1ACC1,AA1?平面A1ACC1,
∴BD⊥平面A1ACC1.而BD?平面B1BDC1,
∴平面A1ACC1⊥平面B1BDD1.
(2)过点A作AH⊥DD1,交DD1于点H.
∵AA1⊥平面ABCD,∴平面A1ADD1⊥平面ABCD.
又平面CDD1C1∩平面ABCD=AD,CD⊥AD.
∴CD⊥平面A1ADD1,∵平面CDD1C1∩平面A1ADD1=DD1.
∴AH⊥平面CDD1C1.在直角梯形A1ADD1中,A1D1=1,D1D=2.AD=2.
∴AH=.∵CD⊥平面A1ADD1.CD⊥DD1.∴四边形CDD1C1为直角梯形,
∵C1D1=1.CD=D1D=2.∴四边形CDD1C1的面积S=3.
∴四棱锥A-CDD1C1的体积.
解析分析:(1)先证明BD⊥AC,然后证明BD⊥平面A1ACC1.即可证明平面A1ACC1⊥平面B1BDD1.(2)过点A作AH⊥DD1,交DD1于点H.证明CD⊥平面A1ADD1,判断四边形CDD1C1为直角梯形,然后求出四棱锥A-CDD1C1的体积.
点评:本题考查直线与平面垂直,平面与平面垂直,几何体的体积的求法,考查空间想象能力,计算能力.