Question

如圖，三棱柱ABC-A₁B₁C₁中，BC⊥側(cè)面AA₁C₁C，AC=BC=1，CC₁=2， ∠CAA₁= ，D、E分別為AA₁、A₁C的中點(diǎn)．

（1）求證：A₁C⊥平面ABC；（2）求平面BDE與平面ABC所成角的余弦值．

 

Answer 1

【答案】

（1）通過余弦定理來證明AC⊥A₁C，以及結(jié)合題目中的BC⊥A₁C來得到證明。

（2）

【解析】

試題分析：解：（1）證明：∵BC⊥側(cè)面AA₁C₁C，A₁C在面AA₁C₁C內(nèi)，∴BC⊥A₁C．  2分

在△AA₁C中，AC=1，AA₁=C₁C=2，∠CAA₁=，

由余弦定理得A₁C²=AC²+-2AC?AA₁cos∠CAA₁=1²+2²-2×1×2×cos=3， 

∴A₁C=   ∴AC²+A₁C²=AA₁²   ∴AC⊥A₁C                 5分

∴A₁C⊥平面ABC．                                            6分

（2）由（Ⅰ）知，CA，CA₁，CB兩兩垂直

∴如圖，以C為空間坐標(biāo)系的原點(diǎn)，分別以CA，CA₁，CB所在直線為x，y，z軸建立空間直角坐標(biāo)系，則C(0，0，0)，B(0，0，1)，A(1，0，0)，A₁(0，，0)

由此可得D(，，0)，E(0，，0)，=（，，-1），=(0，，-1)．

設(shè)平面BDE的法向量為=(x，y，z)，則有令z=1，則x=0，y=

∴=(0，，1)          9分

∵A₁C⊥平面ABC   ∴=(0，，0)是平面ABC的一個(gè)法向量        10分

∴    

∴平面BDE與ABC所成銳二面角的余弦值為．       12分

考點(diǎn)：二面角的平面角以及線面垂直

點(diǎn)評(píng)：主要是考查了空間中線面位置關(guān)系，以及二面角的平面角的求解的綜合運(yùn)用，屬于中檔題。