解答题如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,E、F分别为AD1、BD的中点.
(1)求证:EF∥平面B1D1C;
(2)求二面角B1-D1C-A的大小;
(3)求三棱锥B1-ACD1的体积.
网友回答
(1)证明:连接AC,在△AD1C中,
∵F为BD的中点,∴F为AC的中点
∵E为AD1的中点,
∴EF∥D1C
∵EF?平面B1D1C,D1C?平面B1D1C
∴EF∥平面B1D1C;
(2)解:取D1C的中点M,连接AM,B1M,B1A
∵△AD1C为正三角形,M为CD1的中点
∴AM⊥D1C
同理,在正三角形B1D1C,B1M⊥D1C
∴∠AMB1为二面角B1-D1C-A的平面角
∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1
∴,,
∴cos∠AMB1=
∴二面角B1-D1C-A的大小为arccos;
(3)解:VB1-ACD1=VABCD-A1B1C1D1-4VB1-ABC=1-4×××1×1=解析分析:(1)证明EF∥平面B1D1C,利用线面平行的判定定理,只需证明EF∥D1C;(2)取D1C的中点M,连接AM,B1M,B1A,证明∠AMB1为二面角B1-D1C-A的平面角,计算,,,利用余弦定理,即可求得二面角B1-D1C-A的大小;(3)利用VB1-ACD1=VABCD-A1B1C1D1-4VB1-ABC,即可求得三棱锥B1-ACD1的体积.点评:本题考查线面平行,考查面面角,考查三棱锥的体积,解题的关键是掌握线面平行的判定定理,正确作出面面角,属于中档题.