解答题如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,,D是A1B1的中点,点E在A1C1上,

发布时间:2020-07-09 02:01:28

解答题如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,,D是A1B1的中点,点E在A1C1上,且DE⊥AE.
(1)证明:平面ADE⊥平面ACC1A1
(2)求直线AD和平面ABC1所成角的正弦值.

网友回答

解:(1)如图所示,由正三棱柱ABC-A1B1C1的性质知A1A1⊥平面A1B1C1
又DE?平面A1B1C1,所以DE⊥AA1.
而DE⊥AE.AA1∩AE=A所以DE⊥平面ACC1A1,
又DE?平面ADE,故平面ADE⊥平面ACC1A1.

(2)如图所示,设F是AB的中点,连接DF、DC、CF,
由正三棱柱ABC-A1B1C1的性质及D是A1B的中点知A1B1⊥C1D,
A1B1⊥DF又C1D∩DF=D,所以A1B1⊥平面C1DF,
而AB∥A1B1,所以
AB⊥平面C1DF,又AB?平面ABC1,故
平面ABC1⊥平面C1DF.
过点D做DH垂直C1F于点H,则DH⊥平面ABC1.
连接AH,则∠HAD是AD和平面ABC1所成的角.
由已知AB=AA1,不妨设AA1=,则AB=2,DF=,DC1=,
C1F=,AD==,DH===,
所以sin∠HAD==.
即直线AD和平面ABC1所成角的正弦值为.解析分析:(1)欲证平面ADE⊥平面ACC1A1,根据面面垂直的判定定理可知在平面ADE内一直线与平面ACC1A1垂直,而根据DE⊥AA1而DE⊥AE.AA1∩AE=A满足线面垂直的判定定理可知DE⊥平面ACC1A1;(2)设F是AB的中点,连接DF、DC、CF,可证平面ABC1⊥平面C1DF,过点D作DH垂直C1F于点H,则DH⊥平面ABC1,连接AH,则∠HAD是AD和平面ABC1所成的角.在三角形HAD中求出此角即可.点评:本小题主要考查空间中的线面关系,考查面面垂直的判定及线面所成角的计算,考查逻辑思维能力、运算能力和推理论证能力,考查转化思想,属于基础题.
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