解题思路:(1)取BC中点E,连接B1E,证明BD⊥平面AEB1,得BD⊥AB1,由直线与平面垂直的判定定理,可得所证结论.
(2)连接B1D,则三棱锥B-A1B1D的体积可以通过求三棱锥A1-B1DB的体积得到.
(1)证明:由正三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长都相等可知:AB1⊥A1B
如图,取BC的中点E,连接B1E,则Rt△BCD≌Rt△B1BE
∴∠BB1E=∠CBD
∴∠CBD+∠BEB1=∠BB1E+∠BEB1=90°
∴BD⊥B1E
由平面ABC⊥平面BCC1B1,平面ABC∩平面BCC1B1=BC,且AE⊥BC得,AE⊥平面BCC1B1
∴AE⊥BD
∵B1E⊂平面AEB1,AE⊂平面AEB1,AE∩B1E=E
∴BD⊥平面AEB1
∴BD⊥AB1
∵A1B⊂平面A1BD,BD⊂平面A1BD,A1B∩BD=B
∴AB1⊥平面A1BD
(2)连接B1D,由AA1∥平面BCC1B1
所以点A1到平面BCC1B1的距离,等于AE=
AB2−BE2=
22−12=
3
S△BDB1=
1
2S正方形BCC1B1=
1
2×2×2=2
∴VB−A1B1D=VA1−BDB1=[1/3×S△BDB1×AE=
1
3×2×
3=
2
3
3]
故三棱锥B-A1B1D的体积为
点评:
本题考点: 直线与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积.
考点点评: 本题主要考查了线面垂直的判定定理、几何体体积的求法,解题过程中要注意各种位置关系的相互转化以及数量关系的求解.