在正方体ABCD-A1B1C1D1中(1)求证:AC⊥BD1(2)求异面直线AC与BC1所成角的大小.

问题描述:

在正方体ABCD-A1B1C1D1

(1)求证:AC⊥BD1
(2)求异面直线AC与BC1所成角的大小.

(1)∵正方体ABCD-A1B1C1D1中,DD1⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
∴AC⊥DD1
∵正方形ABCD中,AC⊥BD,DD1∩BD=D,
∴AC⊥平面BDD1
∵BD1⊂平面BDD1,∴AC⊥BD1
(2)连结AD1、CD1
∵正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB

.
C1D1
∴四边形ABC1D1是平行四边形,得BC1∥AD1
由此可得∠D1AC(或补角)就是异面直线AC与BC1所成角.
∵△AD1C是等边三角形,
∴∠D1AC=60°,即异面直线AC与BC1所成角的大小为60°.
答案解析:(1)根据正方体的性质,结合线面垂直的判定与性质加以证明,可得AC⊥BD1
(2)连结AD1、CD1,可证出四边形ABC1D1是平行四边形,得BC1∥AD1,得∠D1AC(或补角)就是异面直线AC与BC1所成角.等边△AD1C中求出∠D1AC=60°,即得异面直线AC与BC1所成角的大小.
考试点:直线与平面垂直的性质;异面直线及其所成的角.
知识点:本题在正方体中证明线面垂直,并求异面直线所成角的大小,着重考查了正方体的性质、线面垂直的判定与性质和异面直线所成角的定义与求法等知识,属于中档题.