解答题如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥侧面BB1C1C,已知BB1=2,AB=
(1)求证:C1B⊥平面ABC;
(2)试在棱CC1(不包含端点C,C1)上确定一点E的位置,使得EA⊥EB1.
网友回答
解:(I)证明:∵AB⊥侧面BB1C1C,∴AB⊥BC1.
在△BC1C中,BC=1,CC1=BB1=2,,
由余弦定理得==3,∴.
故有BC2+BC21=CC21,∴C1B⊥BC,
?而BC∩AB=B且AB,BC?平面ABC,
∴C1B⊥平面ABC.
(II)如图所示:以线段BB1为直径画圆O,分别交线段CC1于点E、C1.
下面说明点E、C1是上述所画的圆与线段CC1的交点.
①∵B1C1=OB1=1,,∴△OB1C1是正三角形,∴OC1=1,即点C1在所画的圆上.
②作OK⊥CC1,垂足为K,取EK=KC1,则点E也在所画的圆上.
∵OE=OC1=1,∴点E也在所画的圆上.
∵CC1∥BB1,∴,∴△OBE是正三角形,∴EB=1,
∴EB=BC=1,又∠BCE=,∴△BCE为正三角形,∴CE=1,即E点是线段CC1的中点.
下面证明点E满足条件.
∵AB⊥侧面BB1C1C,B1E⊥BE,据三垂线定理可得B1E⊥AE.
故线段CC1的中点E即是要求的点.解析分析:(Ⅰ)要证明C1B⊥平面ABC,根据线面垂直的判定定理可知:需要证明C1B垂直于平面ABC内的两条相交直线即可.由已知AB⊥侧面BB1C1C,即可得到AB⊥BC1;在△CC1B中,先使用余弦定理求出BC1的长,进而再使用勾股定理得逆定理即可证得BC1⊥BC.(Ⅱ)由于AB⊥侧面BB1C1C,要在线段CC1上找一点E,满足B1E⊥AE,根据三垂线定理,只要E点满足B1E⊥BE即可.若以线段BB1为直径画圆与线段CC1的交点(去掉点C、C1)即可满足要求.点评:本题综合考查了线面垂直的判定定理和性质定理及三垂线定理,深刻理解以上定理是解决问题的关键.