题目内容

如图,已知ABC-A1B1C1是正三棱柱,D是AC中点,BC=AA1.

(Ⅰ)证明AB1∥平面DBC1;

(Ⅱ)求异面直线AB1与BC1所成的角;

(Ⅲ)求以BC1为棱,DBC1与CBC1为面的二面角的度数.

答案:
解析:

  证明:(Ⅰ)∵A1B1C1-ABC是正三棱柱,∴四边形B1BCC1是矩形.

  连结B1C交BC1于E,则B1E=EC.

  连结DE,在△AB1C中,∵AD=DC,∴DE∥AB1,

  又AB1平面DBC1,DE平面DBC1,∴AB1∥平面DBC1  4分

  (Ⅱ)设D1是A1C1的中点,则DD1⊥平面ABC.

  所以,以DB为x轴,DC为y轴,DD1为z轴(如图)建立空间直角坐标系.

  设AB=2,则,,,,.

  ∴,,

  ∵,∴,

  即,AB1与BC1所成的角为90°  8分

  (Ⅲ)∵BC的中点,∴,

  ∴可取平面CBC1的法向量为.

  设平面BC1D的法向量为,

  则

  ∴可取.

  ∵,

  ∴面DBC1与面CBC1所成的二面角为45°  12分


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