题目内容
(本小题满分12分)
正三棱柱ABC—A1B1C1中,已知A1A = AB,D为C1C的中点,O为A1B与AB1的交点.
求二面角A—A1B—D的大小.
若点E为AO的中点,求证:EC∥平面A1BD;
(1) 解:(法一)取AB中点F,连结OD、CF
∵ O为A1B中点
∴ OF∥AA1
∴ OF
CD
∴ 四边形OFCD为平行四边形
∴ OD∥FC
∵ △ABC为等边三角形,F为AB中点
∴ CF⊥AB
而AA1⊥平面ABC
∴ AA1⊥CF
∴ CF⊥平面ABA1
∴ OD⊥平面ABA1
∵ OD
平面A1BD
∴ 平面A1BD⊥平面A1AB
∴ 二面角A—A1B—D的大小为90
6分
(法二)连结OD、AD
∵ DA1 = DB,O为A1B中点,
∴ DO⊥A1B
∵ A1A = AB,
∴ AO⊥A1B
∴ ∠AOD为二面角A—A1B—D的平面角
设AA1 = 2,则![]()
而![]()
∴
∴ ![]()
∴二面角A—A1B—D的大小为90![]()
(2) 证明:(法一)延长A1D、AC交于G,连结OG
∵ CD![]()
AA1 ∴ C为AG中点
∵ E为AO中点 ∴ EC∥OG
∵ OG
平面A1BD
∴ EC∥平面A1BD 12分
(法二)取A1O中点H
∵ E为OA中点
∴ EH![]()
AA1 ∴ EH
CD
∴ EHDC为平行四边形 ∴ EC∥FD
∵ FD
平面A1BD
∴ EC∥平面A1BD
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