正三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长均为2,P是侧棱AA1上任意一点.
(1)求正三棱柱ABC-A1B1C1的体积;
(2)判断直线B1P与平面ACC1A1是否垂直,请证明你的结论;
(3)当BC1⊥B1P时,求二面角C-B1P-C1的余弦值.
网友回答
解:(1),
(2)建立如图空间坐标系O-xyz,设AP=a,
则A,C,B1,P的坐标分别为;
∴,
∴B1P不垂直AC;
∴直线B1P不可能与平面ACC1A1垂直;
(3),
由BC1⊥B1P,得,
即2+2(a-2)=0∴a=1;
又BC1⊥B1C∴BC1⊥面CB1P;
∴是面CB1P的法向量;
设面C1B1P的法向量为,
由得,
设二面角C-B1P-C1的大小为α,则,
∴二面角C-B1P-C1的余弦值大小为.
解析分析:1、根据公式求解即可.2、利用空间直角坐标系,根据向量可以证明.3、借用(2)中的坐标系,利用法向量求解.
点评:本题考查学生的空间想象能力,空间直角坐标系的使用,及二面角的求法,是中档题.