解答题如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面是等腰直角三角形(侧棱垂直于底面的三棱柱

发布时间:2020-07-09 08:50:18

解答题如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面是等腰直角三角形(侧棱垂直于底面的三棱柱叫做直三棱柱),,A1C1=1,,D是线段A1B1的中点.
(1)证明:平面AC1D⊥平面A1B1BA;
(2)证明:B1C∥平面A?C1D;
(3)求棱柱ABC-A1B1C1被平面AC1D分成的两部分的体积之比.

网友回答

解:(1)∵△A1B1C1是等腰直角三角形,∠A1C1B1=90°且D是线段A1B1的中点
∴C1D⊥A1B1
∵三棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱
∴平面A1B1C1⊥平面A1B1BA
又∵平面A1B1C1与平面A1B1BA的交线为A1B1
∴C1D⊥平面A1B1BA??????…(3分)
又C1D?平面AC1D????…(4分),
∴平面AC1D⊥平面A1B1BA?…(5分)
(2)连接A1C,交AC1于M,连接DM,则
∵直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1C1C是矩形????…(6分)
∴M是A1C的中点,
∴△A1B1C中,DM是中位线,可得DM∥B1C?…(7分)
又DM?平面AC1D???B1C?平面AC1D??…(8分)
∴B1C∥平面AC1D??…(9分)
(3)由(1)得,在Rt△A1B1C1中,A1C1=B1C1=1,D为A1B1中点
∴S△A1C1D=S△A1B1C1=()=????…(11分)
∵直三棱柱ABC-A1B1C1中,A1A⊥平面A1B1C1
∴是三棱锥A-A1C1D的高,也是直三棱柱ABC-A1B1C1的高?????…(12分)
∴==???…(13分)
∴棱柱ABC-A1B1C1被平面AC1D分成的两部分的体积之比为…(14分)解析分析:(1)在等腰Rt△A1B1C1中利用三线合一,证出C1D⊥A1B1,再根据直三棱柱ABC-A1B1C1中,平面A1B1C1⊥平面A1B1BA,结合面面垂直的性质,得到C1D⊥平面A1B1BA,最后利用线面垂直的判定,可得平面AC1D⊥平面A1B1BA;(2)利用三角形的中位线定理得到DM∥B1C,再结合线面平行的判定定理可得到B1C∥平面A?C1D;(3)利用棱柱ABC-A1B1C1与三棱锥A-A1C1D有相同的高,结合Rt△A1B1C1中S△A1C1D=S△A1B1C1,不难算出三棱锥A-A1C1D与棱柱ABC-A1B1C1的体积之比为,从而得到棱柱ABC-A1B1C1被平面AC1D分成的两部分的体积之比.点评:本题给出一个特殊的直三棱柱,要我们证明线面平行和面面垂直,并求体积的比,着重考查了空间平行、垂直位置关系的证明,属于中档题.
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