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四棱柱A1B1C1D1-ABCD中 底面ABCD为边长为2的菱形 侧棱长为3 且∠B1BA=∠B1BC=∠ABC=60°

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/24 10:14:45
四棱柱A1B1C1D1-ABCD中 底面ABCD为边长为2的菱形 侧棱长为3 且∠B1BA=∠B1BC=∠ABC=60°
1.求证:AC⊥平面B1BDD1;
2.求BC1与平面ABCD所成角的正弦值

(1)连接AC、BD交于E,则AC⊥BD(菱形对角线性质)
连接B1A、B1C,易知⊿ABB1≌⊿CBB1,则B1A=B1C
连接B1E,显然E为AC中点,则AC⊥B1E(三线合一)
又因BD交B1E于平面B1BDD1
则AC⊥平面B1BDD1
 
(2)在⊿ABB1中,由余弦定理易知B1A=√7
在RT⊿AEB1中,由勾股定理易知B1E=√6
在RT⊿AEB中,由勾股定理易知BE=√3
在⊿BB1E中,因BE^2+B1E^2=BB1^2,则由勾股定理知B1E⊥BE(BD)
由(1)知AC⊥平面B1BDD1
而B1E⊂平面B1BDD1
则B1E⊥AC
又AC交BD于平面ABCD
则B1E⊥平面ABCD
 
连接AD1,易知BC1//AD1
则BC1与平面ABCD所成角即AD1与平面ABCD所成角
过D1作D1H//B1E交BD延长线于H,显然D1H⊥平面ABCD
连接AH,则AD1与平面ABCD所成角为∠D1AH(令为θ)
 
在⊿ADD1中,易知∠ADD1=180°-60°=120°(等角,互补)
由余弦定理知AD1=√19
而易知EHD1B1为矩形
则D1H=B1E=√6
在RT⊿AHD1中,由三角函数定义知sinθ=D1H/AD1=√114/6