解答题已知正三棱柱ABC-A1B1C1的每条棱长均为a,M为棱A1C1上的动点.
(1)当M在何处时,BC1∥平面MB1A,并证明之;
(2)在(1)下,求平面MB1A与平面ABC所成的二面角的大小;
(3)求B-AB1M体积的最大值.
网友回答
解:(I)当M在A1C1中点时,BC1∥平面MB1A
∵M为A1C1中点,延长AM、CC1,使AM与CC1延长线交于N,则NC1=C1C=a
连接NB1并延长与CB延长线交于G,则BG=CB,NB1=B1G?????(2分)
在△CGN中,BC1为中位BC1∥GN
又GN?平面MAB1,∴BC1∥平面MAB1?(4分)
(II)∵△AGC中,BC=BA=BG∴∠GAC=90°
即AC⊥AG?????又AG⊥AA1????AA1∩AC=A∴AG⊥平面A1ACC1,AG⊥AM(6分)
∴∠MAC为平面MB1A与平面ABC所成二面角的平面角∴
∴所求二面角为 arctan2.(8分)
(Ⅲ)设动点M到平面A1ABB1的距离为hM.
即B-AB1M体积最大值为.此时M点与C1重合.???(12分)解析分析:(I)当M在A1C1中点时,BC1∥平面MB1A.连接NB1并延长与CB延长线交于G,在△CGN中,利用BC1为中位线得BC1∥GN,从而可证BC1∥平面MAB1;(II)可证∠MAC为平面MB1A与平面ABC所成二面角的平面角,进而可求;(Ⅲ)设动点M到平面A1ABB1的距离为hM,利用等体积进行转化,从而可求B-AB1M体积最大值.点评:本题以正三棱柱为载体,考查线面平行,考查面面角,同时考查了几何体的体积,综合性强.