在三棱柱ABC-A1B1C1中，底面是邊長(zhǎng)為2
3
的正三角形，點(diǎn)A1在底面ABC上的射影O恰是BC的中點(diǎn)．
（1）求證：A1A⊥BC；
（2）當(dāng)側(cè)棱AA1和底面成45°角時(shí)，求二面角A1-AC-B的余弦值．
分析：（1）根據(jù)三垂線定理證明線線垂直即可；
（2）利用三垂線定理作二面角的平面角，再解三角形求解．
解答：解：（1）證明：連接AO，
A1O⊥面ABC，AO是A1A在面ABC的射影，∵AO⊥BC，
由三垂線定理，A1A⊥BC．
（2）由（1）知，∠A1AO為AA1與底面所成的角，∴∠A1AO=45° 
∵底面是邊長(zhǎng)為2
3
的正三角形，∴AO=3
∴A1O=3，AA1=3
2

過(guò)O作OE⊥AC于E，連接A1E，由三垂線定理得A1E⊥AC，
∴∠A1EO為二面角A1-AC-B的平面角
∵OE=
3
2
，∴tan∠A1EO=
A1O
OE
=2，
cos∠A1EO=
5
5

即二面角A1-AC-B的余弦值為
5
5
．
點(diǎn)評(píng)：本題考查線面垂直的性質(zhì)及二面角的平面角．可利用三垂線定作二面角的平面角．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中數(shù)學(xué) 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)已知三棱柱ABC-A1B1C1的三視圖如圖所示，其中主視圖AA1B1B和左視圖B1BCC1均為矩形，在俯視圖△A1B1C1中，A1C1=3，A1B1=5，cos∠A1=
35
．
（1）在三棱柱ABC-A1B1C1中，求證：BC⊥AC1；
（2）在三棱柱ABC-A1B1C1中，若D是底邊AB的中點(diǎn)，求證：AC1∥平面CDB1．
（3）若三棱柱的高為5，求三視圖中左視圖的面積．

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科目：高中數(shù)學(xué) 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖：在正三棱柱ABC-A1 B1 C1中，AB=
AA13
=a，E，F(xiàn)分別是BB1，CC1上的點(diǎn)且BE=a，CF=2a．
（Ⅰ）求證：面AEF⊥面ACF；
（Ⅱ）求三棱錐A1-AEF的體積．

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科目：高中數(shù)學(xué) 來(lái)源： 題型：

在三棱柱ABC-A1B1C1中，已知AB=AC=AA1=
5
，BC=4，在A1在底面ABC的投影是線段BC的中點(diǎn)O．
（1）求點(diǎn)C到平面A1ABB1的距離；
（2）求二面角A-BC1-B1的余弦值；
（3）若M，N分別為直線AA1，B1C上動(dòng)點(diǎn)，求MN的最小值．

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科目：高中數(shù)學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2012•江西）在三棱柱ABC-A1B1C1中，已知AB=AC=AA1=
5
，BC=4，在A1在底面ABC的投影是線段BC的中點(diǎn)O．
（1）證明在側(cè)棱AA1上存在一點(diǎn)E，使得OE⊥平面BB1C1C，并求出AE的長(zhǎng)；
（2）求平面A1B1C與平面BB1C1C夾角的余弦值．

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科目：高中數(shù)學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2013•北京）如圖，在三棱柱ABC-A1B1C1中，AA1C1C是邊長(zhǎng)為4的正方形．平面ABC⊥平面AA1C1C，AB=3，BC=5．
（Ⅰ）求證：AA1⊥平面ABC；
（Ⅱ）求證二面角A1-BC1-B1的余弦值；
（Ⅲ）證明：在線段BC1上存在點(diǎn)D，使得AD⊥A1B，并求
BDBC1
的值．

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