题目内容

(2007福建,18)如下图,正三棱柱的所有棱长都为2,D为中点.

(1)求证:⊥平面;

(2)求二面角的大小;

(3)求点C到平面的距离.

答案:略
解析:

解析:解法一:(1)取BC中点O,连接AO.

∵△ABC为正三角形,∴AO⊥BC.

∵正三棱柱中,平面ABC⊥平面,

∴AO⊥平面.

连结,在正方形中,O、D分别为BC、的中点,

∴,∴.

在正方形中,,

.

(2)设与交于点G,在平面中,作于F,连结AF,由(1)得

,

∴,

∴∠AFG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.

(3)中,,,∴.

.

在正三棱柱中,到平面的距离为.

设点C到平面的距离为d.

由得,

∴.

∴点C到平面的距离为.

解法二:(1)取BC中点O,连结AO.

∵△ABC为正三角形,∴AO⊥BC.

∵在正三棱柱中,平面ABC⊥平面,

∴AO⊥平面.

取中点,以O为原点,,,的方向为x、y、z轴的正方向建立空间直角坐标系,则B(1,0,0),D(-1,1,0),,A(0,0,),(1,2,0),

∴,,.

∵,,

∴,

∴⊥平面.

(2)设平面的法向量为n=(x,y,z).

,=(0,2,0).

∵,,

∴∴

∴

令z=1得为平面的一个法向量.

由(1)知平面,

∴为平面的法向量.

.

∴二面角的大小为.

(3)由(2),法向量.

∵=(-2,0,0),,

∴点C到平面的距离.


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