如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=1,AC=AA1=,∠ABC=60°.(1)证明:AB⊥A1C;(2)求二面角A-A1C-B的余弦值.

发布时间:2020-07-31 22:15:30

如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=1,AC=AA1=,∠ABC=60°.
(1)证明:AB⊥A1C;
(2)求二面角A-A1C-B的余弦值.

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解:(1)证明:∵三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱,∴AB⊥AA1,在△ABC中,AB=1,AC=,∠ABC=60°,由正弦定理得∠ACB=30°,
∴∠BAC=90°,即AB⊥AC,
∴AB⊥平面ACC1A1,
又A1C?平面ACC1A1,
∴AB⊥A1C.
(2)如图,作AD⊥A1C交A1C于D点,连接BD,
由三垂线定理知BD⊥A1C,
∴∠ADB为二面角A-A1C-B的平面角.
在Rt△AA1C中,AD===,
在Rt△BAD中,tan∠ADB==,
∴cos∠ADB=,
即二面角A-A1C-B的余弦值为.

解析分析:(1)欲证AB⊥A1C,而A1C?平面ACC1A1,可先证AB⊥平面ACC1A1,根据三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱,可知AB⊥AA1,由正弦定理得AB⊥AC,满足线面垂直的判定定理所需条件;(2)作AD⊥A1C交A1C于D点,连接BD,由三垂线定理知BD⊥A1C,则∠ADB为二面角A-A1C-B的平面角,在Rt△BAD中,求出二面角A-A1C-B的余弦值即可.

点评:本题考查直线与平面垂直的性质,二面角及其度量,考查空间想象能力,逻辑思维能力,计算能力,是中档题.
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