题目内容
(09年海淀区期末理)(14分)
如图,在正三棱柱ABC―A1B1C1中,点D是棱AB的中点,BC=1,AA1=![]()
(I)求证:BC1//平面A1DC;
(II)求C1到平面A1DC的距离;
(III)求二面角D―A1C―A的大小。
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解析:(I)证明:连结AC1交A1C于点G,连结DG,
在正三棱柱ABC―A1B1C1中,四边形ACC1A1是平行四边形,
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…………2分
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…………4分
解法一:(II)连结DC1,设C1到平面A1DC的距离为h。
四边形ACC1A1是平行四边形,
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…………6分
在等边三角形ABC中,D为AB的中点,
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是A1D在平面ABC内的射影,
…………8分
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…………9分
(III)过点D作
交AC于E,过点D作
交A1C于F,连结EF。
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是二面角D―A1C―A的平面角,…………12分
在直角三角形ADC中,![]()
同理可求:![]()
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…………14分
解法二:过点A作
交BC于O,过点O作
交B1C1于E。
因为平面![]()
所以
,分别以CB、OE、OA所在的直线为
建立空间直角坐标系,
如图所示,因为
是等边三角形,所以O为BC的中点,则
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…………6分
(II)设平面A1DC的法向量为![]()
则![]()
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取
……8分
…………10分
(III)同(II)可求平面ACA1的一个法向量为
…………12分
设二面角D―A1C―A的大小为![]()
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…………14分