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如图,斜三棱柱ABC-A1B1C1中,A1C1⊥BC1,AB⊥AC,AB=3,A...

如图,斜三棱柱ABC-A1B1C1中,A1C1⊥BC1,AB⊥AC,AB=3,AC=2,侧棱与底面成60°角.
(1)求证:AC⊥面ABC1
(2)求证:C1点在平面ABC上的射影H在直线AB上;
(3)求此三棱柱体积的最小值.

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(1)根据棱柱的性质,我们可得A1C1∥AC,又由已知中A1C1⊥BC1,AB⊥AC,我们根据线面垂直的判定定理可得AC⊥面ABC1; (2)根据(1)的结论,由线面垂直的判定定理可得平面ABC⊥平面ABC1,在平面ABC1内,过C1作C1H⊥AB于H,则C1H⊥平面ABC,即C1点在平面ABC上的射影H在直线AB上; (3)连接HC,由(2)的结论可得C1H⊥平面ABC,即∠C1CH就是侧棱CC1与底面所成的角,由已知中侧棱与底面成60°角,故可得当CH=AC时,棱柱的体积取最小值,求出棱柱的底面积和高,代入棱柱体积公式即可得到答案. 证明:(1)由棱柱性质,可知A1C1∥AC,∵A1C1⊥BC1, ∴AC⊥BC1,又∵AC⊥AB,∴AC⊥平面ABC1 (2)由(1)知AC⊥平面ABC1,又AC⊂平面ABC, ∴平面ABC⊥平面ABC1, 在平面ABC1内,过C1作C1H⊥AB于H,则C1H⊥平面ABC 故点C1在平面ABC上的射影H在直线AB上. 【解析】 (3)连接HC,由(2)知C1H⊥平面ABC, ∴∠C1CH就是侧棱CC1与底面所成的角, ∴∠C1CH=60°,C1H=CH•tan60°= V棱柱= ∵CA⊥AB,∴CH≥AC=2, 所以棱柱体积最小值3×.
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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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