如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,CA=CB,AB=AA1,∠BAA1=60° (Ⅱ)若AB=C

1个回答

  • (I)过A1作A1D⊥AB交AB于D,连接CD

    因AB=AA1,∠BAA1=60°

    易知⊿ABA1为正三角形

    则AA1=BA1

    所以A1D为AB边的中线,即D为AB中点(三线合一)

    又CA=CB,表明⊿ACB为等腰三角形

    则CD为AB边上的高,即CD⊥AB(三线合一)

    因AB⊥A1D,且AB⊥CD

    而A1D交CD于平面A1CD

    则AB⊥平面A1CD

    而A1C⊂平面A1CD

    所以AB⊥A1C

    (I)连接BC1、CB1交于O,连接A1O

    过A1作A1H⊥CB1交CB1于H

    因CA=CB=AB=AA1(即三棱柱所有棱长相等)

    易知四边形BB1C1C为菱形

    则BC1⊥CB1

    又⊿ABA1为正三角形

    则A1B=AB=A1C1

    由此知⊿BA1C1为等腰三角形

    易知BC1⊥A1O(三线合一)

    又CB1交A1O于平面A1CB1

    则BC1⊥平面A1CB1

    而A1H⊂平面A1CB1

    则A1H⊥BC1

    又A1H⊥CB1

    而BC1交CB1于平面BB1C1C

    则A1H⊥平面BB1C1C

    由此表明∠A1CH即为A1C与平面BB1C1C所成角的平面角

    因平面ABC⊥平面AA1B1B

    且A1D⊥AB

    且A1D⊂平面AA1B1B

    且AB为平面ABC与平面AA1B1B的交线

    则A1D⊥平面ABC

    而CD⊂平面ABC

    则A1D⊥CD

    表明⊿A1DC为RT⊿

    又易知⊿ABA1、⊿ABC均为边长相等的全等正三角形

    且D为AB的中点

    则A1D=CD

    表明RT⊿A1DC为等腰直角三角形

    在RT⊿A1DC中,易知A1D=CD=√3

    则A1C=√6

    由(I)知AB⊥A1C

    而A1B1//AB

    则A1B1⊥A1C

    表明⊿A1CB1为RT⊿

    由勾股定理知CB1=√10

    又A1H⊥CB1

    则易知RT⊿A1CB1∽RT⊿A1HB1

    于是A1H=A1C*A1B1/CB1=2√15/5

    在RT⊿A1CH中

    由三角函数定义知sin∠A1CH=A1H/A1C=√10/5