题目内容
【题目】如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,面积为 的△ACB是等腰直角三角形且∠ACB=90°,C1B⊥面ABC,C1B=3.
(1)若AB的中点为S,证明:CS⊥C1A.
(2)设 ,是否存在实数λ,使得直线TB与平面ACC1A1的夹角为 ?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)证明:∵面积为 的△ACB是等腰直角三角形且∠ACB=90°,
∴AC⊥BC,AC=BC=3,AB=3 ,
∵C1B⊥面ABC,
∴以B为原点,BC为x轴,在平面ABC中过B作AC的平行线为y轴,
BC1为z轴,建立 空间直角坐标系,
∵C1B=3,∴C(3,0,0),B(0,0,0),A(3,﹣3,0),S( ,- ,0),C1(0,0,3),
∴ =(﹣ ,﹣ ,0), =(3,﹣3,﹣3),
∴ =﹣ =0,
∴CS⊥C1A.
(2)解:∵ ,∴ = ,
=(0,3,0), =(﹣3,3,3),
设平面ACC1A1的法向量 =(x,y,z),
则 ,取x=1,得 =(1,0,1),
∵直线TB与平面ACC1A1的夹角为 ,
∴sin =|cos< >|= = = ,
解得λ= ,不舍题意,
故不存在实数λ,使得直线TB与平面ACC1A1的夹角为 .
【解析】(1)推导出AC⊥BC,以B为原点,BC为x轴,在平面ABC中过B作AC的平行线为y轴,BC1为z轴,建立 空间直角坐标系,利用向量法能证明CS⊥C1A.(2)求出 = ,平面ACC1A1的法向量 =(1,0,1),利用向量法推导出不存在实数λ,使得直线TB与平面ACC1A1的夹角为 .
【考点精析】认真审题,首先需要了解棱柱的结构特征(两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形),还要掌握空间角的异面直线所成的角(已知为两异面直线,A,C与B,D分别是上的任意两点,所成的角为,则)的相关知识才是答题的关键.