题目内容
(本小题满分12分)
如图,正三棱柱ABC—A1B1C1的底面边长为a,点M在边 BC上,△AMC1是以点M为直角顶点的等腰直角三角形。
(Ⅰ)求证点M为边BC的中点;
(Ⅱ)求点C到平面AMC1的距离;
(Ⅲ)求二面角M—AC1—C的大小。
(Ⅰ)∵△AMC1为以点M为直角顶点的等腰直角三角形,
∴AM⊥C1M且AM=C1M
∵三棱柱ABC—A1B1C1,∴CC1⊥底面ABC
∴C1M在底面内射影为CM,AM⊥CM。
∵底面ABC为边长为a的正三角形,
∴点M为BC边的中点 --------------------4分
(Ⅱ)过点C作CH⊥MC1,由(Ⅰ)知AM⊥C1M且AM⊥CM,
∴AM⊥平面C1CM ∵CH在平面C1CM内,∴CH⊥AM,
∴CH⊥平面C1AM
由(Ⅰ)知,![]()
∴
∴![]()
∴点C到平面AMC1的距离为底面边长为
-------------------8分
(Ⅲ)过点C作CI⊥AC1于I,连HI,∵CH⊥平面C1AM,
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∴HI为CI在平面C1AM内的射影,
∴HI⊥AC1,∠CIH是二面角M—AC1—C的平面角,
在直角三角形ACC1中
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∴∠CIH=45°, ∴二面角M—AC1—C的大小为45°
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