问题
问答题
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=AA1=1,延长A1C1至点P,使C1P=A1C1,连接AP交棱CC1于D。
(1)求证:PB1∥平面BDA1;
(2)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值。
答案
参考答案:
[解法一] (1)连结AB1与BA1交于点O,连结OD,
∵C1D∥AA1,A1C1=C1P∴AD=PD,又AO=B1O,
∴OD∥PB1,又OD
面BDA1,PB1
面BDA1,
∴PB1∥平面BDA1
(2)过A作AE⊥DA1于点E,连结BE∵BA⊥CA,BA⊥AA1,且
AA1∩AC=A,
∴BA⊥平面AA1C1C。
由三垂线定理可知BE⊥DA1,
∴∠BEA为二面角A-A1D-B的平面角。
在Rt△A1C1D中,
故二面角A-A1D-B的平面角的余弦值为。
[解法二]
如图,以A1为原点,A1B1,A1C1,A1A所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系A1-B1C1A,则A1(0,0,0),B1(1,0,0),C1(0,1,0),B(1,0,1),P(0,2,0).
(1)在△PAA1中有即
设平面BA1D的一个法向量为n1=(a,b,c),
∴PB1∥平面BA1D。
(2)由(1)知,平面BA1D的一个法向量
又n2=(1,0,0)为平面AA1D的一个法向量,
∴
故二面角A-A1D-B的平面角的余弦值为