题目内容

如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的底面边长为a,点M在边BC上,DAMC1是以点M为直角顶点的等腰直角三角形

1求证:点M为边BC的中点;

2求点C到平面AMC1的距离;

3求二面角M-AC1-C的大小.

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是以ÐABC为直角的等腰直角三角形,AC=2aBB1=3aDA1C1的中点,EB1C的中点.

1求直线BEA1C所成的角;

2在线段AA1上是否存在点F,使CF^平面B1DF,若存在,求出;若不存在,说明理由

答案:
解析:

(甲)(1)证明:∵ DAMC1是以点M为直角顶点的等腰直角三角形,

AM^C1MAM=C1M.  ∵ 正三棱柱ABC-A1B1C1

CC1^底面ABC且底面ABC为正三角形.∴ C1M在底面内的射影为CMAM^CM

∵ 底面ABC是边长为a的正三角形,∴ 点MBC边的中点.

(2)解:过点CCH^MC1,由(1)知AM^C1MAM^CM

AM^平面C1CM  ∵ CH在平面C1CM内,∴ CH^AM,∴ CH^平面C1AM

由(1)知,CC1^BC

∴ 点C到平面AMC1的距离为

(3)解:过点CCI^AC1I,连结HI,∵ CH^平面C1AM

HICI在平面C1AM内的射影,∴ HI^AC1,ÐCIH是二角M-AC1-C的平面角.

在直角三角形ACC1中,

∴ ÐCIH=45°,∴ 二面角M-AC1-C的大小为45°.

(乙)解:(1)以B为原点,建立空间直角坐标系.

AC=2a,ÐABC=90°,∴ AB=BC=

B(0,0,0),

B1(0,0,3a)

,∴

,∴

BEA1C所成的角为

(2)假设存在点F,使CF^平面B1DF,不妨设AF=b,∴ ,∵ ,∴ CF^B1D恒成立.

b=2a,故当或2a时,CF^平面B1DF


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