如图,正三棱柱ABC—A1B1C1中,D是BC的中点,AA1=AB=1.
21.求证:A1C//平面AB1D;
22.求二面角B—AB1—D的大小;
解法一:证明:连接A1B,设A1B∩AB1 = E,连接DE.
∵ABC—A1B1C1是正三棱柱,且AA1 = AB,
∴四边形A1ABB1是正方形,
∴E是A1B的中点,又D是BC的中点, ∴DE∥A1C. ……………… 4分
∵DE平面AB1D,A1C
平面AB1D, ∴A1C∥平面AB1D. …………6分
解法二:
如图,
证明:
连接A1B,设A1B∩AB1 = E,连接DE.
设A1A = AB = 1,
则
利用三角形中位线定理证明DE//A1C,再利用线面平行的判定定理证明
熟悉线面平行的判定定理
解法一:在面ABC内作DF⊥AB于点F,在面A1ABB1内作FG⊥AB1于点G,连接DG.
∵平面A1ABB1⊥平面ABC, ∴DF⊥平面A1ABB1,
∴FG是DG在平面A1ABB1上的射影, ∵FG⊥AB1, ∴DG⊥AB1
∴∠FGD是二面角B—AB1—D的平面角 …………………………8分
设A1A = AB = 1,在正△ABC中,DF=
在△ABE中,, 在Rt△DFG中,
,
所以,二面角B—AB1—D的大小为 …………………………12分
解法二:
,
,
设是平面AB1D
先作出二面角的平面角,再证明,最后计算。(一作、二证、三计算)
熟悉二面角的计算