解答题如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1,AC⊥BC,AC=BC=BB1,点D是BC

发布时间:2020-07-09 07:47:06

解答题如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1,AC⊥BC,AC=BC=BB1,点D是BC的中点.
(1)求证:A1C∥平面AB1D;
(2)求二面角B1-AD-B的正弦值;
(3)判断在线段B1B上是否存在一点M,使得A1M⊥B1D?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

(1)证明:以C为坐标原点,建立如图所示的坐标系,
设AC=BC=BB1=2,则A1(2,0,2),C(0,0,0),D(0,1,0),A(2,0,0),B1(0,2,2),B(0,2,0)
∴,,
设平面AB1D的法向量为=(x,y,z),则由,可得,故可取=(1,2,-1)
∵=0,∴A1C∥平面AB1D;
(2)解:由(1)知平面AB1D的法向量为=(1,2,-1),平面ABD的法向量为=(0,0,2)
∴二面角B1-AD-B的余弦值为||=||
∴二面角B1-AD-B的正弦值为;
(3)解:设M(0,2,t),则=(-2,2,t-2),=(0,-1,-2)
若A1M⊥B1D,则,∴-2-2(t-2)=0,∴t=1
∴=1时,A1M⊥B1D.解析分析:(1)以C为坐标原点,建立如图所示的坐标系,求出面AB1D的法向量,证明=0,即可得到结论;(2)确定平面AB1D的法向量、平面ABD的法向量,利用向量的夹角公式,即可求得结论;(3)设出M的坐标,利用则,可得结论.点评:本题考查线面平行,考查面面角,考查向量知识的运用,解题的关键是正确建立坐标系,属于中档题.
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