已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1,侧棱与底面垂直,底面ABCD是菱形且∠BAD=60°,侧棱与底面边长均为2,则面AB1C与底面A1B1C1D1,ABCD所成角的正弦值为A.B.2C.D.
网友回答
D
解析分析:题目是求二面角的正弦值问题,根据给出的四棱柱ABCD-A1B1C1D1是直四棱柱,且底面为菱形这两个条件,连接底面菱形的对角线相交于一点O,再连接B1O后即可得到要求的二面角的平面角,然后结合题目给出的角的大小及棱的长度,在直角三角形中可求得则面AB1C与底面A1B1C1D1所成二面角的正弦值.
解答:解:如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,∵侧棱与底面垂直,∴B1B⊥面ABCD,∵AC?面ABCD,∴B1B⊥AC.连接AC、BD,设AC∩BD=O,连接B1O,∵ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∵B1B⊥AC,又BB1∩BD=B,∴AC⊥面B1BD,∵OB1?面B1BD,∴AC⊥OB1.∴∠B1OB为二面角B1-AC-B的平面角,即面AB1C与底面ABCD所成的角,∵面A1B1C1D1∥面ABCD,亦即为面AB1C与底面A1B1C1D1所成的角.∵底面ABCD是菱形,且∠BAD=60°,∴∠BAO=30°,在直角三角形AOB中,∵∠BAO=30°,AB=2,∴OB=1.再在直角三角形OBB1中,∵OB=1,BB1=2,∴.∴.∴则面AB1C与底面A1B1C1D1,ABCD所成角的正弦值为.故选D.
点评:本题考查了空间中线面垂直的判定和性质,考查了二面角的平面角的找法,本题因给出的几何体具有较好的对称性,所以寻找二面角的平面角相对容易,如果二面角的平面角不易寻找时,涉及二面角的平面角问题可以借助于空间向量来处理,把二面角转化为平面法向量所成角的问题,此题属中档题.