在体积为1的三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,且各棱长均相等,D、E、F分别为棱AB,AC,A1C1

1个回答

  • (Ⅰ)通过证明BC1平行平面A1CD内的直线DF,利用直线与平面平行的判定定理证明BC1∥平面A1CD

    (Ⅱ)证明DE⊥平面A1DC,作出二面角D-A1C-E的平面角,然后求解二面角平面角的正弦值即可.

    (Ⅰ)证明:连结AC1交A1C于点F,则F为AC1的中点,

    又D是AB中点,连结DF,则BC1∥DF,

    因为DF⊂平面A1CD,BC1⊄平面A1CD,

    所以BC1∥平面A1CD.

    (Ⅱ)因为直棱柱ABC-A1B1C1,所以AA1⊥CD,

    由已知AC=CB,D为AB的中点,所以CD⊥AB,

    又AA1∩AB=A,于是,CD⊥平面ABB1A1,

    设AB=2

    2

    ,则AA1=AC=CB=2,得∠ACB=90°,

    CD=

    2

    ,A1D=

    6

    ,DE=

    3

    ,A1E=3

    故A1D2+DE2=A1E2,即DE⊥A1D,所以DE⊥平面A1DC,

    又A1C=2

    2

    ,过D作DF⊥A1C于F,∠DFE为二面角D-A1C-E的平面角,

    在△A1DC中,DF=

    A1D•DC

    A1C

    =

    6

    2

    ,EF=

    DE2+DF2

    =

    3

    2

    2

    ,

    所以二面角D-A1C-E的正弦值.sin∠DFE=

    DE

    EF

    6

    3

    点评:本题考查直线与平面平行的判定定理的应用,二面角的平面角的求法,考查空间想象能力与计算能力.