解答题如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中.
(Ⅰ)求证:B1D⊥平面A1C1B;
(Ⅱ)求三棱锥B1-A1C1B的体积;
(Ⅲ)求异面直线BC1与AA1所成的角的大小.
网友回答
(Ⅰ)证明:如图,连BD、B1D1,
∵A1B1C1D1是正方形,
∴A1C1⊥B1D1,(2分)
又∵BB1⊥底面A1B1C1D1,A1C1
底面A1B1C1D1,
∴A1C1⊥BB1,
∴A1C1⊥平面BB1D1D,(4分)
∴B1D⊥A1C1,同理可证:B1D⊥BC1,且A1C1∩BC1=C1,
故B1D⊥平面A1C1B.(5分)
(Ⅱ)解:
=??1?1?1=.(9分)
(Ⅲ)解:∵AA1∥BB1,
∴异面直线BC1与AA1所成的角就是BC1与BB1所成的角,即∠B1BC1=45°.(13分)
故异面直线BC1与AA1所成的角为45°.(14分)解析分析:(Ⅰ)连BD、B1D1,A1C1⊥B1D1,因BB1⊥底面A1B1C1D1,A1C1底面A1B1C1D1,则A1C1⊥BB1,从而A1C1⊥平面BB1D1D,则B1D⊥A1C1,同理可证:B1D⊥BC1,且A1C1∩BC1=C1,满足线面垂直的判定定理,则B1D⊥平面A1C1B;(Ⅱ)根据进行求解即可;(Ⅲ)AA1∥BB1,则异面直线BC1与AA1所成的角就是BC1与BB1所成的角,从而求得∠B1BC1.点评:本题主要考查了直线与平面之间的位置关系,以及几何体的体积和异面直线所成角等有关知识,考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,空间想象能力、运算能力和推理论证能力,属于基础题.