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如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB⊥BC,D为AC的中点,A1A=AB=2.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/13 09:16:33
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB⊥BC,D为AC的中点,A1A=AB=2.

(1)求证:AB1∥平面BC1D;
(2)过点B作BE⊥AC于点E,求证:直线BE⊥平面AA1C1C
(3)若四棱锥B-AA1C1D的体积为3,求BC的长度.
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB⊥BC,D为AC的中点,A1A=AB=2.
(1)证明:连接B1C 设B1C∩BC1=O,连接OD
∵BCC1 B1是平行四边形∴点O是B1 C的中点
∵D为AC的中点∴OD是△AB1C的中位线.
∴AB1∥OD
AB1⊊平面BC1D  OD⊂平面BC1D
AB1∥平面BC1D;
(2)∵A1A⊥平面ABC,A1A⊂平面AA1C1C,∴平面AA1C1C⊥平面ABC
又平面AA1C1C∩平面ABC=AC,BE⊥AC,BE⊂平面ABC,
∴直线BE⊥平面AA1C1C
(3)由(2)知BE的长度是四棱锥B-AA1C1D的体高A1A=AB=2.设BC=x>0.
在Rt△ABC中,AC•BE=AB•BC,∴BE=
2x
AC
∴SAA1C1D=
1
2•(A1C1+AD)•A1A=
1
2
3
2AC•2=
3
2AC,
∴VAA1C1D=
1
3SAA1C1D•BE=
1
3•
3
2AC•
2x
AC=3,
∴x=3
即∴BC=3
故:(1)(2)略
(3)BC=3
(1)要证明线面平行,利用线面平行的判定定理进行证明,关键找到线线平行.
(2)要证明线面垂直,利用线面垂直的判定定理进行证明,关键找到线线垂直.
(3)利用棱锥的体积公式直接进行求解.