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在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=2,AA1=2,∠ACB=90°,...

在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=2,AA1=2manfen5.com 满分网,∠ACB=90°,M是AA1 的中点,N是BC1的中点 
(1)求证:MN∥平面A1B1C1
(2)求点C1到平面BMC的距离;
(3)求二面角B-C1M-A1的平面角的余弦值大小.

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(1)由直三棱柱的几何特征,取B1C1中点D,连接ND、A1D,易得四边形A1MND为平行四边形,然后由线面平行的判定定理得到MN∥平面A1B1C1; (2)可证BC⊥平面A1MC1,在平面ACC1A1中,过C1作C1H⊥CM,又BC⊥C1H,所以C1H为点C1到平面BMC的距离,在等腰三角形CMC1中,可求C1H的长. (3)在平面ACC1A1上作CE⊥C1M交C1M于点E,A1C1于点F,则CE为BE在平面ACC1A1上的射影,可得BEF为二面角B-C1M-A的平面角,在等腰三角形CMC1中,可求∠BEC,即可求得∠BEF,从而可求二面角B-C1M-A1的平面角的余弦值. (1)证明:如图所示,取B1C1中点D,连接ND、A1D,则DN∥BB1∥AA1 又DN=BB1=AA1=A1M,∴四边形A1MND为平行四边形. ∴MN∥A1D   又 MN⊄平面A1B1C1,AD1⊂平面A1B1C1 ∴MN∥平面A1B1C1; (2)【解析】 直三棱柱ABC-A1B1C1中,C1C⊥BC ∵∠ACB=90°,∴BC⊥平面A1MC1, 在平面ACC1A1中,过C1作C1H⊥CM,又BC⊥C1H,所以C1H为点C1到平面BMC的距离 在等腰三角形CMC1中,C1C=2,CM=C1M= ∴C1H=. (3)【解析】 在平面ACC1A1上作CE⊥C1M交C1M于点E,A1C1于点F,则CE为BE在平面ACC1A1上的射影, ∴BE⊥C1M,∴∠BEF为二面角B-C1M-A的平面角, 在等腰三角形CMC1中,CE=C1H=, ∴tan∠BEC= ∴∠BEC=arctan,∴∠BEF=π-arctan, ∴cos∠BEF= 即二面角B-C1M-A1的平面角的余弦值为
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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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