如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是BC的中点,AA1=AB=1.(1)求证:平面AB1D⊥平面B1BCC1;(2)求证:A1C∥平面AB1D;(3)求二面角B-AB1-D的正切值.-数学

题目简介

如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是BC的中点,AA1=AB=1.(1)求证:平面AB1D⊥平面B1BCC1;(2)求证:A1C∥平面AB1D;(3)求二面角B-AB1-D的正切值.-数学

题目详情

如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是BC的中点,AA1=AB=1.
(1)求证:平面AB1D⊥平面B1BCC1
(2)求证:A1C平面AB1D;
(3)求二面角B-AB1-D的正切值.360优课网
题型:解答题难度:中档来源:肇庆二模

答案

(1)证明:因为B1B⊥平面ABC,AD⊂平面ABC,
所以AD⊥B1B(1分)
因为D为正△ABC中BC的中点,
所以AD⊥BD(2分)
又B1B∩BC=B,
所以AD⊥平面B1BCC1(3分)
又AD⊂平面AB1D,故平面AB1D⊥平面B1BCC1(4分)
(2)连接A1B,交AB1于E,连DE(5分)
因为点E为矩形A1ABB1对角线的交点,所以E为AB1的中点(6分)
又D为BC的中点,所以DE为△A1BC的中位线,
所以DEA1C(7分)
又DE⊂平面AB1D,所以A1C平面AB1D(8分)
(3)过D作DF⊥AB于F,过F作FG⊥AB1于G,连接DG.
因为平面A1ABB1⊥平面ABC,DF⊥AB,所以DF⊥平面A1ABB1.
又AB1⊂平面A1ABB1,所以AB1⊥DF.
又FG⊥AB1,所以AB1⊥平面DFG,所以AB1⊥DG.(9分)
又AB1⊥FG,所以∠DGF为二面角B-AB1-D的平面角.(10分)
因为AA1=AB=1,
所以在正△ABC中,DF=
3
4

在△ABC中,FG=class="stub"3
4
BE=
3
2
8
(11分)
所以在Rt△DFG中,tan∠DFG=class="stub"DF
FG
=
6
3
(12分)

更多内容推荐