如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC,D、E分别为BB1、AC1的中点,(Ⅰ)证明:ED为异面直线BB1与AC1的公垂线;(Ⅱ)设AA1=AC=AB,求二面角A1-AD-C1的大小。-高
(Ⅰ)证明:设O为AC中点,连结EO,BO,则EOC1C,又C1CB1B,所以EODB,EOBD为平行四边形,ED∥OB,∵AB=BC,∴BO⊥AC, 又平面ABC⊥平面ACC1A1,BO面ABC,故BO⊥平面ACC1A1,∴ED⊥平面ACC1A1,ED为异面直线AC1与BB1的公垂线。(Ⅱ)解:连结A1E,由AA1=AC=AB可知,A1ACC1为正方形,∴A1E⊥AC1,又由ED⊥平面A1ACC1和ED平面ADC1知平面ADC1⊥平面A1ACC1,∴A1E⊥平面ADC1,作EF⊥AD,垂足为F,连结A1F,则A1F⊥AD,∠A1FE为二面角A1-AD-C1的平面角,不妨设AA1=2,则AC=2,AB=,ED=OB=1,EF=,tan∠A1FE=,∴∠A1FE=60°,所以二面角A1-AD-C1为60°。
题目简介
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC,D、E分别为BB1、AC1的中点,(Ⅰ)证明:ED为异面直线BB1与AC1的公垂线;(Ⅱ)设AA1=AC=AB,求二面角A1-AD-C1的大小。-高
题目详情
(Ⅰ)证明:ED为异面直线BB1与AC1的公垂线;
(Ⅱ)设AA1=AC=
答案
(Ⅰ)证明:设O为AC中点,连结EO,BO,则EO![]()
C1C,
B1B,所以EO
DB,EOBD为平行四边形,ED∥OB,
面ABC,
AB可知,A1ACC1为正方形,
平面ADC1知平面ADC1⊥平面A1ACC1,
,ED=OB=1,EF=
,
,
又C1C
∵AB=BC,
∴BO⊥AC,
又平面ABC⊥平面ACC1A1,BO
故BO⊥平面ACC1A1,
∴ED⊥平面ACC1A1,ED为异面直线AC1与BB1的公垂线。
(Ⅱ)解:连结A1E,由AA1=AC=
∴A1E⊥AC1,
又由ED⊥平面A1ACC1和ED
∴A1E⊥平面ADC1,作EF⊥AD,垂足为F,连结A1F,
则A1F⊥AD,∠A1FE为二面角A1-AD-C1的平面角,
不妨设AA1=2,则AC=2,AB=
tan∠A1FE=
∴∠A1FE=60°,
所以二面角A1-AD-C1为60°。