解答题如图,棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,(1)求证:AC⊥平面B1D

发布时间:2020-07-09 04:25:48

解答题如图,棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,
(1)求证:AC⊥平面B1D1DB;
(2)求证:BD1⊥平面ACB1
(3)求三棱锥B-ACB1体积.

网友回答

(1)证明:∵AC⊥BD,AC⊥BB1,
∴AC⊥平面B1D1DB.
(2)证明:连接A1B,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,
面A1B1BA是正方形,对角线A1B⊥AB1,
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,D1A1⊥面A1B1BA,AB1在面A1B1BA上,
∴D1A1⊥AB1,
∵AB1⊥A1B,AB1⊥D1A1,
A1B和D1A1是面A1BD1内的相交直线,
∴AB1⊥面A1BD1,又BD1在面A1BD1上,
∴AB1⊥BD1,同理,D1D⊥面ABCD,
AC在面ABCD上,D1D⊥AC,
在正方形ABCD中对角线AC⊥BD,
∵AC⊥D1D,AC⊥BD,D1D和BD是面BDD1内的相交直线,
∴AC⊥面BDD1,又BD1在面BDD1上,
∴AC⊥BD1,
∵BD1⊥AB1,BD1⊥AC,
AB1和AC是面ACB1内的相交直线
∴BD1⊥面ACB1.
(3)解:三棱锥B-ACB1,也就是ABC为底,BB1为高的三棱锥,
三棱锥B-ACB1体积
V=×AB×AD×BB1=.解析分析:(1)由AC⊥BD,知AC⊥BB1,由此能够证明AC⊥平面B1D1DB.(2)连接A1B,A1B⊥AB1,D1A1⊥AB1.由AB1⊥A1B,AB1⊥D1A1,A1B和D1A1是面A1BD1内的相交直线,所以AB1⊥面A1BD1,又BD1在面A1BD上,AB1⊥BD1,同理,AC⊥BD1.由此能够证明BD1⊥面ACB1.(3)三棱锥B-ACB1,也就是ABC为底,BB1为高的三棱锥.由此能求出三棱锥B-ACB1体积.点评:本题考查空间几何体的性质和应用,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.
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