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如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,AB⊥AC,D、E分别为...

如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,AB⊥AC,D、E分别为AA1、B1C的中点,AB=AC.
(1)证明:DE⊥平面BCC1
(2)设B1C与平面BCD所成的角的大小为30°,求二面角A-BD-C.

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(1)取BC的中点F,判断三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱,AF⊥面 BCC1 ,再证明ADEF为矩形,可证的DE⊥平面BCC1 . (2)设AB=AC=1,AD=x,作EH⊥DF,,∠ECH为B1C与平面BCD所成的角30°,sin30°==,求出x的值,作AM⊥BD,连CM,则∠AMC为二面角A-BD-C的平面角,由tan∠AMC==,求得∠AMC 的大小. 【解析】 (1)证明:取BC的中点F,∵AB⊥AC,AB=AC,∴AF⊥BC.∵AA1⊥平面ABC, ∴三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱.  AF⊥面 BCC1 .∵D、E分别为AA1、B1C的中点, ∴DA∥EF,DA=EF,故ADEF为矩形,∴AF∥DE,故 DE⊥平面BCC1 . (2)设AB=AC=1,AD=x,由(1)可得 BC⊥AD,BC⊥AF,故BC⊥面ADEF,故 平面DBC⊥面ADEF. 作EH⊥DF,H为垂足,则 EH⊥平面DBC,∠ECH为B1C与平面BCD所成的角30°,   EH===. 直角三角形CEH中,sin30°===, ∴x=. 由题意得CA⊥面ABD,作AM⊥BD,连CM,则∠AMC为二面角A-BD-C的平面角,AM==, tan∠AMC==,∴∠AMC=arctan,故二面角A-BD-C的大小为  arctan.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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