如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,D、E分别为AA1、B1C的中点,DE⊥平面BCC1,(Ⅰ)证明:AB=AC;(Ⅱ)设二面角A-BD-C为60°,求B1C与平面BCD所成的角的大小。

题目简介

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,D、E分别为AA1、B1C的中点,DE⊥平面BCC1,(Ⅰ)证明:AB=AC;(Ⅱ)设二面角A-BD-C为60°,求B1C与平面BCD所成的角的大小。

题目详情

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,D、E分别为AA1、B1C的中点,DE⊥平面BCC1
(Ⅰ)证明:AB=AC;
(Ⅱ)设二面角A-BD-C为60°,求B1C与平面BCD所成的角的大小。
题型:解答题难度:中档来源:高考真题

答案

(Ⅰ)证明:取BC中点F,连结EF,则,从而
连结AF,则ADEF为平行四边形,从而AF∥DE,
又DE⊥平面BCC1,
故AF⊥平面BCC1,从而AF⊥BC,
即AF为BC的垂直平分线,所以AB=AC.
(Ⅱ)解:作AC⊥BD,垂足为G,连结CG.
由三垂线定理知CG⊥BD,故∠AGC为二面角A-BD-C的平面角,
由题设知,∠AGC=60°,设AC=2,则
又AB=2,BC=2,故AF=
由AB·AD =AG·BD得
解得AD=,故AD=AF,
又AD⊥AF,所以四边形ADEF为正方形.
因为BC⊥AF,BC⊥AD,AF∩AD=A,
故BC⊥平面DEF,因此平面BCD⊥平面DEF,
连结AE、DF,设AE∩DF=H,则EH⊥DF,EH⊥平面BCD,
连结CH,则∠ECH为B1C与平面BCD所成的角,
因ADEF为正方形,AD=,故EH=1,

所以∠ECH=30°,即B1C与平面BCD所成的角为30°。

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