题目内容
(甲)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.
(乙)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=2a,BB1=3a,D为A1C1的中点,E为B1C的中点.
(1)求直线BE与A1C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:
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^C1M且AM=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CM,AM^CM. ∵ 底面ABC是边长为a的正三角形,∴ 点M为BC边的中点. (2)解:过点C作CH^MC1,由(1)知AM^C1M且AM^CM, ∴ AM^平面C1CM ∵ CH在平面C1CM内,∴ CH^AM,∴ CH^平面C1AM, 由(1)知,,且CC1^BC. ∴ ∴ ∴ 点C到平面AMC1的距离为 (3)解:过点C作CI^AC1于I,连结HI,∵ CH^平面C1AM, ∴ HI为CI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) ∴ ,,∴ , ∴ ,,∴ ∴ 故BE与A1C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. 由或b=2a,故当或2a时,CF^平面B1DF. |
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