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(2013•四川)如图,在三棱柱ABC-A1B1C中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB=AC=2AA1=2,∠BAC=120

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/11/10 20:39:02
(2013•四川)如图,在三棱柱ABC-A1B1C中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB=AC=2AA1=2,∠BAC=120°,D,D1分别是线段BC,B1C1的中点,P是线段AD上异于端点的点.
(Ⅰ)在平面ABC内,试作出过点P与平面A1BC平行的直线l,说明理由,并证明直线l⊥平面ADD1A1
(Ⅱ)设(Ⅰ)中的直线l交AC于点Q,求三棱锥A1-QC1D的体积.(锥体体积公式:V=
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(2013•四川)如图,在三棱柱ABC-A1B1C中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB=AC=2AA1=2,∠BAC=120
(Ⅰ)在平面ABC内,过点P作直线l和BC平行,由于直线l不在平面A1BC内,而BC在平面A1BC内,
故直线l与平面A1BC平行.
三角形ABC中,∵AB=AC=2AA1=2,∠BAC=120°,D,D1分别是线段BC,B1C1的中点,∴AD⊥BC,∴l⊥AD.
再由AA1⊥底面ABC,可得 AA1⊥l.
而AA1∩AD=A,
∴直线l⊥平面ADD1A1
(Ⅱ)设(Ⅰ)中的直线l交AC于点Q,过点D作DE⊥AC,
∵侧棱AA1⊥底面ABC,故三棱柱ABC-A1B1C为直三棱柱,
故DE⊥平面AA1C1C.
直角三角形ACD中,∵AC=2,∠CAD=60°,∴AD=AC•cos60°=1,∴DE=AD•sin60°=

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2.
∵S△QA1C1=
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2•A1C1•AA1=
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2×2×1=1,
∴三棱锥A1-QC1D的体积 VA1−QC1D=VD−QA1C1=
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3•S△QA1C1•DE=
1
3×1×

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2=

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6.