已知正方体ABCD-A1B1C1D1,O是四边形ABCD对角线的交点.(1)求证:C1O∥平面AB1D1;(2)求证:平面AB1D1⊥平面A1AC;(3)设正方体AB

发布时间:2020-07-31 13:22:43

已知正方体ABCD-A1B1C1D1,O是四边形ABCD对角线的交点.
(1)求证:C1O∥平面AB1D1;
(2)求证:平面AB1D1⊥平面A1AC;
(3)设正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,求多面体D1DAOB1的体积.

网友回答

解:(1)证明:连接A1C1,设A1C1∩B1D1=O1,连接AO1,
∵ABCD-A1B1C1D1是正方体,∴A1ACC1是矩形.
∴A1C1∥AC,且?A1C1=AC.
又O1,O分别是A1C1,AC的中点,
∴O1C1∥AO,且O1C1=AO.
∴AOC1O1是平行四边形.
∴C1O∥AO1.
又AO1?平面AB1D1,C1O?平面AB1D1,
∴C1O∥平面AB1D1.
(2)方法一:
∵AA1⊥平面A1B1C1D1,D1B1?平面A1B1C1D1,∴AA1⊥B1D1.???????
∵四边形ABCD是正方形,∴AC⊥BD,
而D1B1∥BD,∴D1B1⊥AC.???????????????????
∵A1A∩AC=A,∴D1B1⊥平面A1AC.?????????
∵D1B1?平面AB1D1,
∴平面AB1D1⊥平面A1AC.?
方法二:连接A1B.
∵A1ABB1是正方形,∴A1B⊥AB1.????????????
∵CB⊥平面A1ABB1,由三垂线定理得,A1C⊥AB1.?
同理可证,A1C⊥AD1.??????????????????????
∵AB1?平面AB1D1,AD1?平面AB1D1,D1A∩AB1=A,
∴A1C⊥平面AB1D1,∵A1C?平面A1AC,
∴平面A1AC⊥平面AB1D1.
(3)∵四边形ABCD是边长为1的正方形,∴AO⊥BD,
∵D1D⊥平面ABCD,AO?平面ABCD,∴D1D⊥AO.?????
又D1D∩BD=D,∴AO⊥平面D1DOB1.???????????
因为,,
方法一:.??????????
所以.??????
方法二:=.
∴多面体D1DAOB1的体积是
解析分析:(1)作平行线,通过线线平行?线面平行;(2)证明平面AB1D1内的直线B1D1垂直于另一平面,再由线面垂直?面面垂直;(3)利用棱锥的换底性,求得高与底面面积,再根据公式求解即可.

点评:本题主要考查直线与平面平行、垂直,平面与平面垂直的判定,空间几何体体积的计算,考查化归转化的数学思想方法,以及空间想象能力和推理论证计算能力.求几何体的体积可采用割补法.
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