摘要:21.如图15.已知三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面所成的角为60°.AB=BC.A1A=A1C=2.AB⊥BC.侧面AA1C1C⊥底面ABC. (1)证明:A1B⊥A1C1, (2)求二面角A-CC1-B的大小, (3)求经过A1.A.B.C四点的球的表面积. 图15 图16 解:取AC中点为O.由A1A=A1C.AB=BC.知A1O⊥AC.BO⊥AC.又平面AA1C1C⊥平面ABC.所以A1O⊥OB. 建立如图16所示的坐标系O-xyz.则A. B.A1.C. .==. ∴·=0.∴A1B⊥A1C1. (2)设n=(x.y.z)为面BCC1的一个法向量. ∵=. 又n·=n·=0. ∴取n=. 又m=是面ACC1的法向量. cos?m.n?===. 由点B在平面ACC1内的射影O在二面角的面ACC1内.知二面角A-CC1-B为锐角. 所以二面角A-CC1-B的大小为arccos. (3)设球心为O1.因为O是△ABC的外心.A1O⊥平面ABC. 所以点O1在A1O上.则O1是正三角形A1AC的中心. 则球半径R=A1A=.球表面积S=4πR2=π.

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