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如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=AA1=1...

如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=AA1=1,延长A1C1至点P,使C1P=A1C1,连接AP交棱CC1于点D.
(Ⅰ)求证:PB1∥平面BDA1
(Ⅱ)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值.

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以A1为原点,A1B,A1C,A1A分别为x轴,y轴,z轴正方向,建立坐标系,则我们易求出各个点的坐标,进而求出各线的方向向量及各面的法向量. (I)要证明PB1∥平面BDA1,我们可以先求出直线PB1的向量,及平面BDA1的法向量,然后判断证明这两个向量互相垂直 (II)由图象可得二面角A-A1D-B是一个锐二面角,我们求出平面AA1D与平面A1DB的法向量,然后求出两个法向量夹角的余弦值,得到结论. 【解析】 以A1为原点,A1B,A1C,A1A分别为x轴,y轴,z轴正方向,建立坐标系, 则A1(0,0,0),B1(1,0,0),C1(0,1,0),B(1,0,1),P(0,2,0) (1)在△PAA1中,C1D=AA1,则D(0,1,) ∴=(1,0,1),=(0,1,),=(-1,2,0) 设平面BDA1的一个法向量为=(a,b,c) 则 令c=-1,则=(1,,-1) ∵•=1×(-1)+×2+(-1)×0=0 ∴PB1∥平面BDA1 (II)由(I)知平面BDA1的一个法向量=(1,,-1) 又=(1,0,0)为平面AA1D的一个法向量 ∴cos<,>=== 故二面角A-A1D-B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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