(2012?武昌区模拟)如图,已知四棱台ABCD-A1B1C1D1的侧棱AA1垂直于底面ABCD,底面ABCD是边长为2

1个回答

  • (Ⅰ)∵AA1⊥平面 ABCD,BD?平面 ABCD,∴AA1⊥BD.

    ∵底面ABCD是正方形,∴AC⊥BD.

    ∵AA1与AC是平面A1ACC1内的两条相交直线,

    ∴BD⊥平面A1ACC1

    ∵BD?平面B1BDD1

    ∴平面A1ACC1⊥平面B1BDD1. …(4分)

    (Ⅱ)过D1作D1H⊥AD于H,则D1H∥A1A.

    ∵AA1⊥平面 ABCD,∴D1H⊥平面ABCD.

    在Rt△D1DH中,可得D1H=

    DD12?DH2=

    3,从而A1A=D1H=

    3,

    ∴四棱台的体积为:V=

    1

    3(S′+

    S′S+S)h=

    1

    3×(1+2+4)×

    3=

    7

    3

    3.…(8分)

    (Ⅲ)设AC与BD交于点O,连接OC1

    过点B在平面B1BCC1内作BM⊥C1C于M,连接MD.

    由(Ⅰ)知BD⊥平面A1ACC1

    ∵C1C?平面A1ACC1,∴BD⊥C1C.

    又∵BM⊥C1C,BM、BD是平面BMD内的相交直线,

    ∴C1C⊥平面BMD,

    ∵MD?平面BMD,∴C1C⊥MD.

    ∴∠BMD是二面角B-C1C-D的平面角.

    在Rt△C1OC中,可得C1C=