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> (本小题12分)如图四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD为正方形,侧棱与底边长均为a,且∠A1AD=∠A1AB=60°。①求证四棱锥A1-ABCD为正四棱锥;②求侧棱AA1到截面B1BDD1
(本小题12分)如图四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD为正方形,侧棱与底边长均为a,且∠A1AD=∠A1AB=60°。①求证四棱锥A1-ABCD为正四棱锥;②求侧棱AA1到截面B1BDD1
题目简介
(本小题12分)如图四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD为正方形,侧棱与底边长均为a,且∠A1AD=∠A1AB=60°。①求证四棱锥A1-ABCD为正四棱锥;②求侧棱AA1到截面B1BDD1
题目详情
(本小题12分) 如图四棱柱ABCD-A
1
B
1
C
1
D
1
的底面ABCD为正方形,侧棱与底边长均为a,
且∠A
1
AD=∠A
1
AB=60°。
①求证四棱锥 A
1
-ABCD为正四棱锥;
②求侧棱AA
1
到截面B
1
BDD
1
的距离;
③求侧面A
1
ABB
1
与截面B
1
BDD
1
的锐二面角大小。
题型:解答题
难度:偏易
来源:不详
答案
(1)因为Rt△ABD的外心是斜边BD的中点,所以O是底面正方形ABCD的中心,因此证明。
(2)
a
(3)arctan
。
试题分析:(1)由AA1=AD=AB,及∠A1AD=∠A1AB=60°
△A1AD、△AA1B都是正三角形,从而AA1=A1D=A1B,设A1在底面ABCD的射影为O,则由斜线长相等推出射影长也相等,所以O是Rt△ABD的外心,因为Rt△ABD的外心是斜边BD的中点,所以O是底面正方形ABCD的中心。所以四棱锥A1—ABCD是正四棱锥。
(2)由DB⊥平面AA1O
截面BB1D1D⊥平面AA1O
点O与侧棱AA1的距离d等于AA1和截面BB1D1D之间的距离。取AA1的中点M,则OM∥A1C,且OM⊥AA1,OM=
A1C=
a,∴所求距离为
a。
(3)注意到所求二面角的棱是B1B,由M是AA1的中点
MB⊥AA1,B1B∥AA1
MB⊥B1B,又DB⊥AA1,AA1//B1B
DB⊥B1B,
∴∠MBD是所求二面角的平面角。不妨设AB=a=2,则BD=2
,MB=MD=
,
∴tanMBD=
。
∴侧面A1ABB1与截面B1BDD1的夹角为arctan
。
点评:对于立体几何中的角和距离的求解是高考的一个方向,那么解决这类问题一般可以从两个角度来做,一个就是利用几何性质,结合定理和推论来了得到,另一个就是建立直角坐标系,通过法向量和直线的方向向量来表示得到,属于中档题。
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下列命题:①已知直线,若,则∥;②是
下一篇 :
若α、β是两个不同的平面,m、n
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