(2012•德陽三模)將正方形ABCD沿對角線AC折起,當(dāng)三棱錐B-ACD體積最大時(shí),直線AD與BC所成角為(  )
分析:將正方形ABCD沿對角線AC折起,可得當(dāng)三棱錐B-ACD體積最大時(shí),BO⊥平面ADC.設(shè)B'是B折疊前的位置,連接B'B,可得
∠BCB'就是直線AD與BC所成角,算出△BB'C的各邊長,得△BB'C是等邊三角形,從而得出直線AD與BC所成角的大小.
解答:解:設(shè)O是正方形對角線AC、BD的交點(diǎn),將正方形ABCD沿對角線AC折起,
可得當(dāng)BO⊥平面ADC時(shí),點(diǎn)B到平面ACD的距離等于BO,
而當(dāng)BO與平面ADC不垂直時(shí),點(diǎn)B到平面ACD的距離為d,且d<BO
由此可得當(dāng)三棱錐B-ACD體積最大時(shí),BO⊥平面ADC.
設(shè)B'是B折疊前的位置,連接B'B,
∵AD∥B'C,∴∠BCB'就是直線AD與BC所成角
設(shè)正方形ABCD的邊長為a
∵BO⊥平面ADC,OB'?平面ACD
∴BO⊥OB',
∵BO'=BO=
1
2
AC=
2
2
a,
∴BB'=BC=B'C=a,得△BB'C是等邊三角形,∠BCB'=60°
所以直線AD與BC所成角為
π
3
,
故選D
點(diǎn)評:本題將正方形折疊,求所得錐體體積最大時(shí)異面直線所成的角,著重考查了線面垂直的性質(zhì)和異面直線所成角求法等知識,屬于中檔題.
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π
2
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π
3
,則球心到平面ABC的距離為
21
7
21
7

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