题目内容

(2013•甘肃三模)在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面ABB1A1为矩形,AB=1,AA1=
2
,D为AA1的中点,BD与AB1交于点O,CO丄侧面ABB1A1
(Ⅰ)证明:BC⊥AB1
(Ⅱ)若OC=OA,求三棱锥B1-ABC的体积.
分析:(Ⅰ)要证明BC⊥AB1,可证明AB1垂直于BC所在的平面BCD,已知CO垂直于侧面ABB1A1,所以CO垂直于AB1,只要在矩形ABB1A1内证明BD垂直于AB1即可,可利用角的关系加以证明;
(Ⅱ)求三棱锥B1-ABC的体积,可转化为求三棱锥C-ABB1 的体积,在Rt△ABD中,可求得BD的值和OA的值,从而三棱锥的体积可求.
解答:(Ⅰ)证明:如图,
因为ABB1A1是矩形,
D为AA1中点,AB=1,AA1=
2
,AD=
2
2

所以在直角三角形ABB1中,tan∠AB1B=
AB
BB1
=
2
2

在直角三角形ABD中,tan∠ABD=
AD
AB1
=
2
2

所以∠AB1B=∠ABD,
∠BAB1+∠AB1B=90°∠BAB1+∠ABD=90°
所以在直角三角形ABO中,故∠BOA=90°,
即BD⊥AB1
又因为CO⊥侧面ABB1A1,AB1?侧面ABB1A1
所以CO⊥AB1
所以,AB1⊥面BCD,BC?面BCD,
故BC⊥AB1
(Ⅱ)解:在Rt△ABD中,可求得BD=
6
2
OC=OA=
AD×AB
BD
=
2
2
×1
6
2
=
3
3

S△ABB1=
1
2
AB•BB1=
2
2

VB1-ABC=VC-ABB1=
1
3
S△ABB1•OC
=
1
3
2
2
3
3
=
6
18
点评:本题考查了直线与平面垂直的性质,考查了利用等积法求棱锥的体积,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力,属于中档题.
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