三、解答题

(17)(本小题共14)

如图,ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱.

()求证:BD⊥平面ACC1A1

()若二面角C1-BD-C的大小为60°,求异面直线BC1AC所成角的大小.

 

解法一:

()ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱,

CC1⊥平面ABCD

BDCC1.

ABCD是正方形,

BDAC.

又∵ACCC1平面ACC1A1,且ACCC1=C

BD⊥平面ACC1A1.

()BDAC相交于O,连接C1O.

CC1⊥平面ABCDBDAC

BDC1O

∴∠C1OC是二面角C1-BD-C的平面角,

∴∠C1OC=60°.

连接A1B.

A1C1AC

∴∠A1C1BBC1AC所成角.

BC=a,则CO=aCC1=CO·tan60°=aA1B=BC1=a

A1C1=a.

在△A1BC1中,由余弦定理得

cosA1C1B=

∴∠A1C1B=arccos

∴异面直线BC1AC所成角的大小为arccos.

解法二:

()建立空间直角坐标系D-xyz,如图.

AD=aDD1=b,则有D(000)A(a00)B(aa0)C(0a0)C1(0ab)

=(-a-a0)=(-aa0)=(00b)

·=0·=0

BDACBDCC1.

又∵ACCC1平面ACC1A1,且ACCC1=C

BD⊥平面ACC1A1.

()BDAC相交于O,连接C1O,则点O坐标为()=(-).

=0

BDC1O,又BDCO

∴∠C1OC是二面角C1-BD-C的平面角,

∴∠C1OC=60°.

tanC1OC=

b=a.

=(-aa0)=(-a0b)

cos<,>=.

∴异面直线BC1AC所成角的大小为arccos.

 

本课件完全公益,使用过程中有任何问题,或想参与新课件制作,请加开心教练QQ:29443574