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在三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=120°,AC=CB=1,D1是线段A...

在三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=120°,AC=CB=1,D1是线段A1B1上一动点(可以与A1或B1重合).过D1和CC1的平面与AB交于D.
(1)若四边形CDD1C1总是矩形,求证:三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱;
(2)在(1)的条件下,求二面角B-AD1-C的取值范围.

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(1)利用四边形CDD1C1总是矩形,证明CC1⊥平面ABC即可; (2)求出平面BAD1、平面ACD1的一个法向量,再利用向量的夹角公式,我们可以求出二面角B-AD1-C的取值范围. (1)证明:∵D1是线段A1B1上一动点(可以与A1或B1重合).过D1和CC1的平面与AB交于D,四边形CDD1C1总是矩形, ∴CC1⊥平面ABC ∴三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱…(5分); (2)【解析】 建立如图所示的直角坐标系,则A(0,-,0),C(,0,0), 设D(0,a,0),则D1(0,a,1),a∈[-,], 显然平面BAD1的一个法向量为, 设平面ACD1的一个法向量为 ∵, ∴ ∴ 令x=1,∴y=-1,z= ∴平面ACD1的一个法向量,于是, 设二面角B-AD1-C的平面角为θ,∴cosθ=═ ∵,2=2+(a+)2∈[2,5], ∴cosθ∈[,], 所以θ∈[arccos,]…(12分)
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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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