如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面AA1B1B⊥底面ABC,侧棱AA1与底面ABC成60°?的角,AA1=2.底面ABC是边长为2的正三角形,其重心为G点,

发布时间:2020-07-31 18:04:51

如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面AA1B1B⊥底面ABC,侧棱AA1与底面ABC成60°?的角,AA1=2.底面ABC是边长为2的正三角形,其重心为G点,E是线段BC1上一点,且BE=BC1.
(1)求证:GE∥侧面AA1BB;
(2)求平面B1GE与底面ABC所成锐二面角的正切值.

网友回答

解:(1)延长B1E交BC于F,
∵△B1EC1∽△FEB,BE=EC1
∴BF=B1C1=BC,从而F为BC的中点. (2分)
∵G为△ABC的重心,
∴A、G、F三点共线,且=,
∴GE∥AB1,
又GE?侧面AA1B1B,AB1?侧面AA1B1B,
∴GE∥侧面AA1B1B (4分)
(2)在侧面AA1B1B内,过B1作B1H⊥AB,垂足为H,
∵侧面AA1B1B⊥底面ABC,
∴B1H⊥底面ABC.又侧棱AA1与底面ABC成60°的角,AA1=2,
∴∠B1BH=60°,BH=1,B1H=(6分)
在底面ABC内,过H作HT⊥AF,垂足为T,连B1T.由三垂线定理有B1T⊥AF,又平面B1GE与底面ABC的交线为AF,
∴∠B1TH为所求二面角的平面角(8分)
∴AH=AB+BH=3,∠HAT=30°,
∴HT=AHsin30°=,
在Rt△B1HT中,tan∠B1TH=(10分)
从而平面B1GE与底面ABC所成锐二面角的大小为arctan (12分).

解析分析:(1)欲证GE∥侧面AA1B1B,根据直线与平面平行的判定定理可知只需证GE与侧面AA1B1B 内一直线平行,延长B1E交BC于F,而GE∥AB1,GE?侧面AA1B1B,AB1?侧面AA1B1B,满足定理的条件;(2)过B1作B1H⊥AB,垂足为H,在底面ABC内,过H作HT⊥AF,垂足为T,连B1T,根据二面角平面角的定义可知∠B1TH为所求二面角的平面角,在Rt△B1HT中求出此角的正切值即可.

点评:本题主要考查了直线与平面平行的判定,以及二面角的度量等基础知识,考查空间想象能力,运算能力和推理论证能力,属于中档题,本题解题的关键是找出二面角的平面角,放在一个可解的三角形中解出结果.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!