一个多面体的三视图及直观图如图所示,M,N分别是A1B,B1C1的中点.(Ⅰ)求证:MN⊥平面A1BC;(Ⅱ)求直线BC1和平面A1BC所成角的大小;(Ⅲ)求二面角A-A1B-C的大小.-高三数学

题目简介

一个多面体的三视图及直观图如图所示,M,N分别是A1B,B1C1的中点.(Ⅰ)求证:MN⊥平面A1BC;(Ⅱ)求直线BC1和平面A1BC所成角的大小;(Ⅲ)求二面角A-A1B-C的大小.-高三数学

题目详情

一个多面体的三视图及直观图如图所示,M,N分别是A1B,B1C1的中点.
(Ⅰ)求证:MN⊥平面A1BC;
(Ⅱ)求直线BC1和平面A1BC所成角的大小;
(Ⅲ)求二面角A-A1B-C的大小.
题型:解答题难度:中档来源:天津模拟题

答案

解:由三视图可知,在这个多面体的直观图中,AA1⊥平面ABC,
且AC⊥BC,AC=BC=CC1=a,
(Ⅰ)连接AC1,AB1,因为BC⊥平面ACC1A1,
所以BC⊥AC1,在正方形ACC1A1中,A1C⊥AC1,
又因为BC∩A1C=C,
所以AC1⊥平面A1BC,
由正方形性质知AB1过A1B的中点M,
在△AB1C1中,MN∥AC1,
所以MN⊥平面A1BC。
(Ⅱ)由题意CA,CB,CC1两两垂直,
故以C为原点,CA,CB,CC1所在直线分别为x轴,y轴,z轴,
建立空间直角坐标系,
又AC=BC=CC1=a,则B(0,a,0),B1(0,a,a),A(a,0,0),


又AC1⊥平面A1BC,
为平面A1BC的法向量,
所以,

因此直线BC1和平面A1BC所成角的大小为30°。
(Ⅲ)AB中点E的坐标为
易知为平面AA1B的法向量,又为平面A1BC的法向量,
设二面角A-A1B-C为θ,

由题意,知θ为锐角,所以θ=60°,
即二面角A-A1B-C为60°。 

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