题目内容

(本小题满分12分)

如图,正三棱柱ABCA1B1C1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,

       ∴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

      

       ∴∠CIH=45°,   ∴二面角MAC1C的大小为45°

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