题目内容

9.如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面是边长为A的正三角形,点M在边BC上,△AMC1是以M为直角顶点的等腰直角三角形.
(1)求证:直线A1B∥平面AMC1
(2)求三棱锥C1-AB1M的高.

分析 (1)根据等腰直角三角形,可得AM⊥C1M且AM=C1M,根据三垂线定理可知AM⊥CM,而底面ABC为边长为a的正三角形,证得点M为BC边的中点,连接A1C,交AC1于点N,连接MN,则N为A1C的中点,可得MN∥A1B,即可证明直线A1B∥平面AMC1
(2)利用${V}_{{C}_{1}-A{B}_{1}M}$=${V}_{A-{B}_{1}M{C}_{1}}$,求三棱锥C1-AB1M的高.

解答 (1)证明:∵△AMC1为以点M为直角顶点的等腰直角三角形,
∴AM⊥C1M且AM=C1M
∵三棱柱ABC-A1B1C1,∴CC1⊥底面ABC
∴C1M在底面内射影为CM,AM⊥CM.
∵底面ABC为边长为a的正三角形,
∴点M为BC边的中点
连接A1C,交AC1于点N,连接MN,则N为A1C的中点
∴MN∥A1B,
∵MN?平面AMC1,A1B?平面AMC1,∴A1B∥平面AMC1
(2)解:设三棱锥C1-AB1M的高为h,
∵AM⊥平面B1BCC1,∴${V}_{{C}_{1}-A{B}_{1}M}$=${V}_{A-{B}_{1}M{C}_{1}}$,
∴$\frac{1}{3}•\frac{3}{8}{a}^{2}h=\frac{1}{3}•\frac{\sqrt{2}}{4}{a}^{2}•\frac{\sqrt{3}}{2}a$,∴h=$\frac{\sqrt{6}}{3}$a..

点评 本题主要考查了点线的位置关系,以及点到平面的距离的计算,同时考查了空间想象能力和计算能力,以及转化与划归的思想,属于中档题.

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