解答题如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,E是AC中点.
(Ⅰ)求证:AB1∥平面BEC1;
(Ⅱ)若,AB=2,AA1=,求点A到平面BEC1的距离;
(Ⅲ)当为何值时,二面角E-BC1-C的正弦值为?
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(Ⅰ)证明:连接B1C交BC1于点F,连接EF,则F为B1C的中点
∵E是AC中点,∴EF∥AB1,
∵AB1?平面BEC1,EF?平面BEC1,
∴AB1∥平面BEC1;
(Ⅱ)解:由题意知,点A到平面BEC1的距离即点C到平面BEC1的距离
∵ABC-A1B1C1是正三棱柱
∴BE⊥平面ACC1A1,
∵BE?平面BEC1,
∴平面BEC1⊥平面ACC1A1,
过点C作CH⊥C1E于点H,则CH⊥平面BEC1,∴CH为点C到平面BEC1的距离
在直角△CEC1中,CE=1,CC1=,C1E=,∴由等面积可得CH=
∴点A到平面BEC1的距离为;
(Ⅲ)解:过H作HG⊥BC1于G,连接CG,由三垂线定理得CG⊥BC1,故∠CGH为二面角E-BC1-C的平面角
当AA1=2a,AB=b时,
∵
∴在直角△CGH中,sin∠CGH===
∴b=2a
∴==1
∴=1时,二面角E-BC1-C的正弦值为.解析分析:(Ⅰ)连接B1C交BC1于点F,连接EF,则F为B1C的中点,根据E是AC中点,可得EF∥AB1,从而可证AB1∥平面BEC1;(Ⅱ)由题意知,点A到平面BEC1的距离即点C到平面BEC1的距离,过点C作CH⊥C1E于点H,则可证CH⊥平面BEC1,故CH为点C到平面BEC1的距离,由等面积可得结论;(Ⅲ)过H作HG⊥BC1于G,连接CG,由三垂线定理得CG⊥BC1,故∠CGH为二面角E-BC1-C的平面角,求出CH、CG,利用二面角E-BC1-C的正弦值为,即可求得结论.点评:本题考查线面平行,考查点到面的距离,考查面面角,解题的关键是掌握线面平行的判定,正确作出表示点面距离的线段,正确作出面面角,属于中档题.