用平行于棱锥底面的平面去截棱锥,则截面与底面之间的部分叫棱台.如图,在四棱台ABCD-A1B1C1D1中,下底ABCD是边长为2的正方形,上底A1B1C1D1是边长为

发布时间:2020-08-01 06:14:08

用平行于棱锥底面的平面去截棱锥,则截面与底面之间的部分叫棱台.如图,在四棱台ABCD-A1B1C1D1中,下底ABCD是边长为2的正方形,上底A1B1C1D1是边长为1的正方形,侧棱DD1⊥平面ABCD,DD1=2.
(Ⅰ)求证:B1B∥平面D1AC;
(II)求平面B1AD1与平面CAD1夹角的余弦值.

网友回答

(Ⅰ)证明:以D为原点,以DA、DC、DD1所在直线分别为x轴,z轴建立空间直角坐标系D-xyz,如图,则有A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),A1(1,0,2),B1(1,1,2),C1(0,1,2),D1(0,0,2).…(3分)
设AC∩BD=E,连接D1E,则有E(1,1,0),=(1,1,-2),所以B1B∥D1E,
∵B1B?平面D1AC,D1E?平面D1AC
∴B1B∥平面D1AC;…(6分)
(II)解:
设为平面B1AD1的法向量,则,即,
于是可取…(8分)
同理可以求得平面D1AC的一个法向量,…(10分)
∴cos<>==
∴平面B1AD1与平面CAD1夹角的余弦值为.…(12分)

解析分析:(Ⅰ)建立空间直角坐标系,证明,可得B1B∥D1E,利用线面平行的判定,可得B1B∥平面D1AC;(II)求得平面B1AD1、平面D1AC的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求平面B1AD1与平面CAD1夹角的余弦值.

点评:本题考查了线面平行的判定,考查二面角平面角,考查利用向量方法解决立体几何问题,属于中档题.
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