如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,AB=AC,D、E分别为AA1、B1C的中点.(I)证明:DE∥底面ABC(II)
如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,AB=AC,D、E分别为AA1、B1C的中点.(I)证明:DE∥底面ABC(II)设二面角A-BC-D为60°;求BD与...
如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,AB=AC,D、E分别为AA1、B1C的中点.(I)证明:DE∥底面ABC(II)设二面角A-BC-D为60°;求BD与平面BCC1B1所成的角的正弦值.
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(I)证:取BC的中点F,连接EF,DF,BE,
∵AB=AC,∴AF⊥BC,
因为E为B1C的中点
∴EF∥BB1,FE=
BB1,
∴EF=DA,EF∥DA
∴AFED为平行四边形,
∴DE∥AF,
∴DE∥平面ABC.
(II)解:∵AF⊥BC,AF⊥BB1,
∴AF⊥平面BCC1B1,
∵DE∥AF?DE⊥平面BCC1B1
∴∠DBE即为BD与平面BCC1B1所成的角.
∵二面角A-BC-D为60°;
而DA⊥平面ABC,AF⊥BC;
∴∠DAF即为二面角A-BC-D的平面角,
所以∠DAF=60°,tan∠DFA=
?DF=AF?tan∠DFA=
×tan60°=
.
∴BD=
=
=
.
∴sin∠DBE=
=
=
∵AB=AC,∴AF⊥BC,
因为E为B1C的中点
∴EF∥BB1,FE=
1 |
2 |
∴EF=DA,EF∥DA
∴AFED为平行四边形,
∴DE∥AF,
∴DE∥平面ABC.
(II)解:∵AF⊥BC,AF⊥BB1,
∴AF⊥平面BCC1B1,
∵DE∥AF?DE⊥平面BCC1B1
∴∠DBE即为BD与平面BCC1B1所成的角.
∵二面角A-BC-D为60°;
而DA⊥平面ABC,AF⊥BC;
∴∠DAF即为二面角A-BC-D的平面角,
所以∠DAF=60°,tan∠DFA=
DA |
AF |
| ||
2 |
| ||
2 |
∴BD=
DE 2+AB 2 |
(
|
| ||
2 |
∴sin∠DBE=
DE |
BD |
AF |
BD |
|