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如图所示,多面体ABC-A1B1C1是由直棱柱被平面A1B1C1而成.其中AA1...

如图所示,多面体ABC-A1B1C1是由直棱柱被平面A1B1C1而成.其中AA1=4,BB1=2,CC1=3,AB与BC垂直,AB=BC=1
(1)在A1B1上是否存在一点D1,使得C1D1平行于平面ABC.
(2)求二面角B1-A1C1-A的大小.
(3)求该多面体的体积.

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(1)A1B1上存在一点D1,满足D1为A1B1的中点,使得C1D1平行于平面ABC.根据线面平行的判定可以证明. (2)过B1点作AA1,CC1的垂线,垂足为E,F,连接EF,取EF的中点O,则△OC1A1为△C1A1,B1的射影,分别求出面积,利用公式可求; (3)多面体的体积为,分别计算,即可求得. 【解析】 (1)A1B1上存在一点D1,满足D1为A1B1的中点,使得C1D1平行于平面ABC. D1为A1B1的中点,取AB 的中点D,连接DD1,C1D1, ∵多面体ABC-A1B1C1是由直棱柱被平面A1B1C1而成 ∴AA1∥BB1∥CC1, ∵AA1=4,BB1=2,D1为A1B1的中点,取AB 的中点D, ∴DD1∥CC1,且DD1=CC1=3 ∴四边形CDD1C1为平行四边形 ∴D1C1∥DC ∵D1C1⊄平面ABC,DC⊂平面ABC ∴C1D1∥平面ABC. (2)过B1点作AA1,CC1的垂线,垂足为E,F,连接EF,取EF的中点O,则B1O⊥平面C1A1B1, ∵AB与BC垂直,AB=BC=1 ∴EB1=FB1=1,EF= ∵OB1=, ∵AA1=4,BB1=2,CC1=3 ∴C1F=1 ∴A1B1=,B1C1=,A1C1= ∴△A1B1C1为直角三角形, ∴B1C1⊥A1C1, ∵B1O⊥平面C1A1B1, ∴OC1⊥平面C1A1B1, ∴∠OC1B1为二面角B1-A1C1-A的平面角 ∵sin∠OC1B1=== ∴∠OC1B1=30° ∴二面角B1-A1C1-A的大小为30° (3)四边形EFC1A1的面积为=,B1O= 多面体的体积为=+=
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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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