题目内容

(09年海淀区期末理)(14分)

       如图,在正三棱柱ABC―A1B1C1中,点D是棱AB的中点,BC=1,AA1=

   (I)求证:BC1//平面A1DC;

   (II)求C1到平面A1DC的距离;

   (III)求二面角D―A1C―A的大小。

 

解析:(I)证明:连结AC1交A1C于点G,连结DG,

       在正三棱柱ABC―A1B1C1中,四边形ACC1A1是平行四边形,

      

      

       …………2分

      

       …………4分

       解法一:(II)连结DC1,设C1到平面A1DC的距离为h。

    四边形ACC1A1是平行四边形,

      

      

      

       …………6分

       在等边三角形ABC中,D为AB的中点,

      

       是A1D在平面ABC内的射影,

       …………8分

      

       …………9分

   (III)过点D作交AC于E,过点D作交A1C于F,连结EF。

      

      

      

      

      

       是二面角D―A1C―A的平面角,…………12分

       在直角三角形ADC中,

       同理可求:

      

      

       …………14分

       解法二:过点A作交BC于O,过点O作交B1C1于E。

因为平面

       所以,分别以CB、OE、OA所在的直线为建立空间直角坐标系,

如图所示,因为是等边三角形,所以O为BC的中点,则

   

      

       …………6分

   (II)设平面A1DC的法向量为

       则

      

      

       取……8分

    …………10分

   (III)同(II)可求平面ACA1的一个法向量为…………12分

       设二面角D―A1C―A的大小为

      

       …………14分

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