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
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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