如图,三棱柱ABC-A1B1C1的各棱长均为2,侧面BCC1B1⊥底面ABC,侧棱BB1与底面ABC所成的角为60°.
(Ⅰ)求直线A1C与底面ABC所成的角;
(Ⅱ)在线段A1C1上是否存在点P,使得平面B1CP⊥平面ACC1A1?若存在,求出C1P的长;若不存在,请说明理由.
网友回答
(本题满分14分)
解:(Ⅰ)过B1作B1O⊥BC于O,
∵侧面BCC1B1⊥平面ABC,
∴B1O⊥平面ABC,
∴∠B1BC=60°.
又∵BCC1B1是菱形,∴O为BC的中点.…(2分)
以O为坐标原点,如图建立空间直角坐标系,
则,B(0,-1,0),C(0,1,0),,,
∴,又底面ABC的法向量…(4分)
设直线A1C与底面ABC所成的角为θ,
则,∴θ=45°
所以,直线A1C与底面ABC所成的角为45°.?????????????????????…(7分)
(Ⅱ)假设在线段A1C1上存在点P,设=,
则,,
.…(8分)
设平面B1CP的法向量,
则.
令z=1,则,,∴.?????????…(10分)
设平面ACC1A1的法向量,
则
令z=1,则,x=1,∴.???????????…(12分)
要使平面B1CP⊥平面ACC1A1,
则==.
∴.∴.?????????????????????????????…(14分)
解析分析:(Ⅰ)过B1作B1O⊥BC于O,证明B1O⊥平面ABC,以O为坐标原点,如图建立空间直角坐标系,求出A,B,C,A1,B1,C1坐标,底面ABC的法向量,设直线A1C与底面ABC所成的角为θ,通过,求出直线A1C与底面ABC所成的角.(Ⅱ)假设在线段A1C1上存在点P,设=,通过求出平面B1CP的法向量,利用求出平面ACC1A1的法向量,通过=0,求出..求解.
点评:本题考查直线与平面垂直,直线与平面所成的角,平面与平面垂直,考查空间想象能力,计算能力.