题目内容
(本题满分12分)如图, 在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,,AA1=4,点D是AB的中点
(Ⅰ)求证:AC⊥BC1
(Ⅱ)求二面角的平面角的正切值
(Ⅰ)求证:AC⊥BC1
(Ⅱ)求二面角的平面角的正切值
(Ⅰ)证明:直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,
∴ AC⊥BC, …………………2分
又 AC⊥,且
∴ AC⊥平面BCC1,又平面BCC1 ……………………………………4分
∴ AC⊥BC1 ……………………………………5分
(Ⅱ)解法一:取中点,过作于,连接
是中点,
∴ ,又平面
∴平面,
又平面,平面
∴
∴ 又且
∴平面,平面
∴ 又
∴是二面角的平面角 …………………………10分
AC=3,BC=4,AA1=4,
∴在中,,,
∴ ……………………………………11分
∴二面角的正切值 ………………………………12分
解法二:以分别为轴建立如图所示空间直角坐标系 ………6分
AC=3,BC=4,AA1=4,
∴, ,,,
∴,
平面的法向量 , …………………7分
设平面的法向量,
则,的夹角(或其补角)的大小就是二面角的大小 ……8分
则由 令,则,
∴ …………10分
,则 ……………11分
∵二面角是锐二面角
∴二面角的正切值为 …………………… 12分
略
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