2.本小题考查空间直线与直线、直线与平面的位置关系和二面角等基础知识,考查空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力.

解法一:(Ⅰ)连结AO,∵A1O⊥面ABC,AO⊥BC.

∴A1A⊥BC.                      

(Ⅱ)由(Ⅰ)得∠A1AO=45°

由底面是边长为2的正三角形,可知AO=3

∴A1O=3,AA1=3

过O作OE⊥AC于E,连结A1E,则∠A1EO为二面角A1―AC―B的平面角          

∵OE=,∴tan∠A1EO=                         

即二面角A1―AC―B的大小余弦值为.

(Ⅲ)过D作DF∥A1O,交AO于F,则DF⊥平面ABC.

∴BF为BD在面ABC内的射影,

又∵A1C1∥AC,∴要使BD⊥A1C1,只要BD⊥AC,即证BF⊥AC,

∴F为△ABC的中心,∴                       

解法二:以O点为原点,OC为x轴,OA为y轴,OA1为z轴建立空间直角坐标系.

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