(2007?威海一模)如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=BB1,D为AC的中点.(I)求证:B1C∥平面A1B
(2007?威海一模)如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=BB1,D为AC的中点.(I)求证:B1C∥平面A1BD;(Ⅱ)若AC1⊥平面A1BD,求证...
(2007?威海一模)如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=BB1,D为AC的中点.(I)求证:B1C∥平面A1BD;(Ⅱ)若AC1⊥平面A1BD,求证:B1C1⊥平面ABB1A1;(Ⅲ)在(II)的条件下,求二面角B-A1C1-D的大小.
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(I)证明:连结AB1交A1B于E,连ED.
∵ABC-A1B1C1是三棱柱中,且AB=BB1,
∴侧面ABB1A是一正方形.
∴E是AB1的中点,又已知D为AC的中点.
∴在△AB1C中,ED是中位线.
∴B1C∥ED.∴B1C∥平面A1BD.…(4分)
(II)证明:∵AC1⊥平面A1BD,∴AC1⊥A1B,
又∵侧面ABB1A是一正方形,∴A1B⊥AB1.
∴A1B⊥平面AB1C1.∴A1B⊥B1C1.
又∵ABC-A1B1C1是直三棱柱,∴BB1⊥B1C1.
∴B1C1⊥平面ABB1A1.…(8分)
(III)解:由上问知B1C1⊥平面ABB1A1.∴BC⊥平面ABB1A1.∴BC⊥AB.
以BA、BC、BB1分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.
不妨设AB=BC=BB1=1,则显然B、D、A1、C1各点的坐标分别是
B(0,0,0),D(
,
,0),A1(1,0,1),C1(0,1,1).
∵ABC-A1B1C1是三棱柱中,且AB=BB1,
∴侧面ABB1A是一正方形.
∴E是AB1的中点,又已知D为AC的中点.
∴在△AB1C中,ED是中位线.
∴B1C∥ED.∴B1C∥平面A1BD.…(4分)
(II)证明:∵AC1⊥平面A1BD,∴AC1⊥A1B,
又∵侧面ABB1A是一正方形,∴A1B⊥AB1.
∴A1B⊥平面AB1C1.∴A1B⊥B1C1.
又∵ABC-A1B1C1是直三棱柱,∴BB1⊥B1C1.
∴B1C1⊥平面ABB1A1.…(8分)
(III)解:由上问知B1C1⊥平面ABB1A1.∴BC⊥平面ABB1A1.∴BC⊥AB.
以BA、BC、BB1分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.
不妨设AB=BC=BB1=1,则显然B、D、A1、C1各点的坐标分别是
B(0,0,0),D(
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