如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长都为2,D为CC1的中点.

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  • 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.