题目内容

11.如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的各棱长都等于2,D在AC1上,F为BB1中点,且FD⊥AC1,有下述结论
(1)AC1⊥BC;   
(2)$\frac{AD}{D{C}_{1}}$=1;
(3)面FAC1⊥面ACC1A1
(4)三棱锥D-ACF的体积为$\frac{\sqrt{3}}{3}$.
其中正确的个数为(  )
A.1B.2C.3D.4

分析 (1)连接AB1,则∠B1C1A即为BC和AC1所成的角,由余弦定理,即可判断;
(2)连接AF,C1F,由正三棱柱的定义,即可判断;
(3)连接CD,则CD⊥AC1,且FD⊥AC1,则∠CDF为二面角F-AC1-C的平面角,通过解三角形CDF,即可判断;
(4)由于AD⊥平面CDF,通过VD-ACF=VA-DCF即可求出体积.

解答 解:(1)连接AB1,则∠B1C1A即为BC和AC1所成的角,在三角形AB1C1中,B1C1=2,AB1=2$\sqrt{2}$,
AC1=2$\sqrt{2}$,cos∠B1C1A=$\frac{8+4-8}{2×2\sqrt{2}×2}$=$\frac{\sqrt{2}}{4}$,
故(1)错;
(2)连接AF,C1F,则易得AF=FC1=$\sqrt{5}$,
又FD⊥AC1,则AD=DC1,故(2)正确;
(3)连接CD,则CD⊥AC1,且FD⊥AC1
则∠CDF为二面角F-AC1-C的平面角,CD=$\sqrt{2}$,CF=$\sqrt{5}$,DF=$\sqrt{3}$,
即CD2+DF2=CF2,故二面角F-AC1-C的大小为90°,面FAC1⊥面ACC1A1,故(3)正确;
(4)由于CD⊥AC1,且FD⊥AC1,则AD⊥平面CDF,
则VD-ACF=VA-DCF=$\frac{1}{3}$•AD•S△DCF=$\frac{1}{3}×\sqrt{2}×\frac{1}{2}×\sqrt{2}×\sqrt{3}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$.故(4)正确.
故选:C.

点评 本题考查正三棱柱的定义和性质,考查线面垂直的判定和性质,空间的二面角,以及棱锥的体积,注意运用转换法,属于中档题.

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