求证:(1)DE∥平面AA1C1C; (2)BC1⊥AB1.
解析:(1)由题意知,E为B1C的中点, 又D为AB1的中点,因此DE∥AC.
又因为DE?平面AA1C1C,AC?平面AA1C1C, 所以DE∥平面AA1C1C.
(2)因为棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱, 所以CC1⊥平面ABC.
因为AC?平面ABC,所以AC⊥CC1.
又因为AC⊥BC,CC1?平面BCC1B1,BC?平面BCC1B1, BC∩CC1=C, 所以AC⊥平面BCC1B1.
又因为BC1?平面BCC1B1,所以BC1⊥AC. 因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形, 因此BC1⊥B1C.
因为AC,B1C?平面B1AC,AC∩B1C=C, 所以BC1⊥平面B1AC.
又因为AB1?平面B1AC,所以BC1⊥AB1.
10.(2014·福建卷)在平面四边形ABCD中,AB=BD=CD=1,
AB⊥BD,CD⊥BD.将△ABD沿BD折起,使得平面ABD⊥平面BCD,如图所示.
(1)求证:AB⊥CD;
(2)若M为AD中点,求直线AD与平面MBC所成角的正弦值. 分析:第(1)问根据面面垂直、线面垂直的性质,证明线线垂直;第(2)问利用第(1)问的结论,建立空间直角坐标系,写出点与向量的坐标,再用向量法求线面角的正弦值.
解析:(1)∵平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,AB?平面ABD,AB⊥BD,∴AB⊥平面BCD.
又CD?平面BCD,∴AB⊥CD.
(2)过点B在平面BCD内作BE⊥BD,如图.
由(1)知AB⊥平面BCD,BE?平面BCD,BD?平面BCD, ∴AB⊥BE,AB⊥BD.
→,BD→,BA→的方向为x轴,y轴,z以B为坐标原点,分别以BE轴的正方向建立空间直角坐标系.
依题意,得B(0,0,0),C(1,1,0),D(0,1,0),A(0,0,1),
?11??11?→→→???M0,2,2,则BC=(1,1,0),BM=0,2,2?,AD=(0,1,
????
-1).
设平面MBC的法向量n=(x0,y0,z0), →=0,?x0+y0=0,?n·BC则?即?1 1
→=0,?n·BM?2y0+2z0=0,
取z0=1,得平面MBC的一个法向量n=(1,-1,1). →)|=设直线AD与平面MBC所成角为θ,则sin θ=|cos(n,AD→||n·AD6=, →|n|·|AD|3
6即直线AD与平面MBC所成角的正弦值为.
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