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.

(1)求证:AB1⊥面A1BD;

(2)求二面角A-A1D-B的正弦值;

 


解答:解法一:

(1)取中点,连结.

为正三角形,.

正三棱柱中,

平面平面,

平面.--------------------------------------2分

连结,

在正方形中,分别为

的中点,

,----------------------------------------------4分

.在正方形中,,

平面.----------------------------------------6分

(2)设与交于点,在平面中,作于,连结,

由(Ⅰ)得平面.,

为二面角的平面角.----------------------8分

在中,由等面积法可求得,又,

.

所以二面角的正弦大小-------------------------12分

解法二:

(1)取中点,连结.为正三角形,.

在正三棱柱中,平面平面,

平面.---------------------------------------2分

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,------------------------------------------3分

则,,,,,

,,.

,,

,.

平面.------------------------------------------6分

(2)设平面的法向量为

,.

 


,,

令得为平面的一个法向量.--------------9分

由(1)知平面,为平面的法向量.

,.

二面角的正弦大小为--------------------------12分

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