Question

　如圖，在三棱柱BCD－B₁C₁D₁與四棱錐A－BB₁D₁D的組合體中，已知BB₁⊥平面BCD，四邊形ABCD是平行四邊形，∠ABC＝120°，AB＝，AD＝3，BB₁＝1．

(Ⅰ) 設O是線段BD的中點，

求證：C₁O∥平面AB₁D₁；

(Ⅱ) 求直線AB₁與平面ADD₁所成的角．

 

Answer 1

 

(Ⅰ) 證明：取B₁D₁的中點E，連結C₁E，OA，則A，O，C共線，且 C₁E＝OA，

因為BCD－B₁C₁D₁為三棱柱，

所以平面BCD∥平面B₁C₁D₁，

故C₁E∥OA，

所以C₁EAO為平行四邊形，

從而C₁O∥EA．

又因為C₁O平面AB₁D₁，

EA平面AB₁D₁，

所以C₁O∥平面AB₁D₁．………………………………………………7分

(Ⅱ) 解：過B₁在平面B₁C₁D₁內作B₁A₁∥C₁D₁，使B₁A₁＝C₁D₁．

連結A₁D₁，AA₁．

過B₁作A₁D₁的垂線，垂足為F，

則B₁F⊥平面ADD₁，

所以∠B₁AF為AB₁與平面ADD₁所成的角．

在Rt△A₁B₁F中，B₁F＝A₁B₁sin 60°＝．

在Rt△AB₁F中，AB₁＝，

故sin∠B₁AF ＝=．

所以∠B₁AF＝45°．

即直線AB₁與平面ADD₁所成角的大小為45°．     …………………14分