题目内容

如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长都为2,D为CC1中点.

(Ⅰ)求证:AB1⊥平面A1BD;

(Ⅱ)求二面角A-A1D-B的大小.

答案:
解析:

  解法一:(Ⅰ)取中点,连结

  为正三角形,

  正三棱柱中,平面平面

  平面

  连结,在正方形中,分别为的中点,

  

  .在正方形中,

  

  平面

  (Ⅱ)设交于点,在平面中,

  作,连结

  由(Ⅰ)得平面

  为二面角的平面角.

  在中,由等面积法可求得

  又

  

  所以二面角的大小为

  解法二:(Ⅰ)取中点,连结

  为正三角形,

  在正三棱柱中,

  平面平面

  平面

  取中点,以为原点,

  的方向为轴的正方向建立空间直角坐标系,  2分

  则

  

  ,  4分

  平面.  5分

  (Ⅱ)设平面的法向量为.  6分

  

    

    8分

  令为平面的一个法向量.  9分

  由(Ⅰ)知平面

  为平面的法向量.  10分

    11分

  二面角的大小为.  12分


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