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AA1B1C的中点.

(Ⅰ) 求证:平面

 (Ⅱ) 求异面直线所成角的大小;

(Ⅲ) 求二面角C-B1D-B的大小.

解析:方法一:(Ⅰ)证明:如图,设GBC的中点,连接EGAG

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FBB1的中点,连接AFCF

      直三棱柱,且DAA1的中点,

     

      为异面直线所成的角或其补角.           -------------------7分

     在Rt中,AB=1,BF=1,

     ,同理

     在中,

     在中,

.

     异面直线所成的角为.                  ----------------------9分

(Ⅲ)解:直三棱柱

      又

平面.                                ----------------------10分

如图,连接BD

中,

,即

CD在平面内的射影,

为二面角C-B1D-B的平面角.                   --------------------12分

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

 则

        ,                    ----------------------6分

异面直线所成的角为.               ----------------------9分

(Ⅲ)解:直三棱柱

      又

平面.         ---------------------------10分                         

如图,连接BD

中,

,即

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

 

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