如图.在直三棱柱ABC-A1B1C1中.∠ACB=90°.AC=BC=CC1=2.(1)证明:AB1⊥BC1,(2)求点B到平面AB1C1的距离,(3)求二面角C1-AB1-A1的大小.

高中数学题库 2025-08-21 00:17:30
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,AC=BC=CC1=2.
(1)证明:AB1⊥BC1
(2)求点B到平面AB1C1的距离;
(3)求二面角C1-AB1-A1的大小.在线课程证明:(1)如图建立直角坐标系,其为C为坐标原点,
题意A(2,0,0),B(0,2,0),A1(2,0,2),B1(0,2,2),C1(0,0,2).
,∴∴AB1⊥BC1
解:(2)设的一个法向量,


,∴点B到平面AB1C1的距离
(3)解设是平面A1AB1的一个法向量



∴二面角C1-AB-A1的大小为60°.
分析:(1)以C点为坐标原点,CA,CB,CC1为X,Y,Z轴正方向建立空间坐标系,分别求出AB1与BC1的方向向量,代入数量积公式,得到其数量积为0,即可得到AB1⊥BC1
(2)求出平面AB1C1的一个法向量,则AB的方向向量,代入到公式,即可求出
点B到平面AB1C1的距离;
(3)结合(2)的结合,再求出平面AB1A1的一个法向量,代入向量夹角公式,即可得到二面角C1-AB1-A1的大小.
点评:本题考查的知识点是二面角的平面角及求法,点到面的距离,异面直线的夹角,其中建立适当的空间坐标系,将问题转化为向量夹角及向量长度问题是解答本题的关键.