
解法一(I)證明:
連接A1B,設A1B∩AB1 = E,連接DE.
∵ABC―A1B1C1是正三棱柱,且AA1 = AB,
∴四邊形A1ABB1是正方形,
∴E是A1B的中點,
又D是BC的中點,
∴DE∥A1C. ………………………… 3分
∵DE
平面AB1D,A1C
平面AB1D,
∴A1C∥平面AB1D. ……………………4分
(II)解:在面ABC內作DF⊥AB于點F,在面A1ABB1內作FG⊥AB1于點G,連接DG.
∵平面A1ABB1⊥平面ABC, ∴DF⊥平面A1ABB1,
∴FG是DG在平面A1ABB1上的射影, ∵FG⊥AB1, ∴DG⊥AB1
∴∠FGD是二面角B―AB1―D的平面角 …………………………7分
設A1A
= AB = 1,在正△ABC中,DF=
在△ABE中,
,
在Rt△DFG中,
,
所以,二面角B―AB1―D的大小為
…………………………9分
(III)解:∵平面B1BCC1⊥平面ABC,且AD⊥BC,
∴AD⊥平面B1BCC1,又AD
平面AB1D,∴平面B1BCC1⊥平面AB1D.
在平面B1BCC1內作CH⊥B1D交B1D的延長線于點H,
則CH的長度就是點C到平面AB1D的距離. ……………………………12分
由△CDH∽△B1DB,得
即點C到平面AB1D的距離是
……………………………………14分