题目内容
(09年西城区抽样文)(14分)
如图,在直三棱柱
中,
,D、E分别是AA1、B1C的中点.
(Ⅰ) 求证:
平面
;
(Ⅱ) 求异面直线
与
所成角的大小;
(Ⅲ) 求二面角C-B1D-B的大小.
![]()
解析:方法一:(Ⅰ)证明:如图,设G为BC的中点,连接EG,AG,
![]()
在
中,
,
,且
,
又
,且
,
,
四边形
为平行四边形,
, ------------------------2分
又
平面ABC,
平面ABC,
![]()
平面
. --------------------------4分
(Ⅱ)解:如图,设F为BB1的中点,连接AF,CF,
直三棱柱
,且D是AA1的中点,
,
为异面直线
与
所成的角或其补角. -------------------7分
在Rt
中,
,AB=1,BF=1,
,同理
,
在
中,![]()
,
在
中,
,![]()
.
异面直线
与
所成的角为
. ----------------------9分
(Ⅲ)解:
直三棱柱
,
,
又
,
平面
. ----------------------10分
如图,连接BD,
在
中,
,
,即
,
是CD在平面
内的射影,
,
为二面角C-B1D-B的平面角. --------------------12分
在
中,
, BC=1,
,
,
二面角C-B1D-B的大小为
. --------------------14分
方法二:(Ⅰ)同方法一. ----------------------4分
(Ⅱ)如图,以B为原点,BC、BA、BB1分别为x、y、z轴,建立空间直角坐标系O-xyz,
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则
,
, ----------------------6分
,![]()
异面直线
与
所成的角为
. ----------------------9分
(Ⅲ)解:
直三棱柱
,
,
又
,
平面
. ---------------------------10分
如图,连接BD,
在
中,
,
,即
,
是CD在平面
内的射影,
,
为二面角C-B1D-B的平面角. -----------------------12分
,
,
二面角C-B1D-B的大小为
. ------------------------14分