如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面A1ABB1和BCC1B1是两个全等的正方形,AC1⊥平面A1DB,D为AC的中点. (1)求证:B1C∥平面A1DB; (2)求证:平面A1ABB1⊥平面BCC1B1 (3)(理)设E是CC1

问题描述:

如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面A1ABB1和BCC1B1是两个全等的正方形,AC1⊥平面A1DB,D为AC的中点.

(1)求证:B1C∥平面A1DB;
(2)求证:平面A1ABB1⊥平面BCC1B1
(3)(理)设E是CC1上一点,试确定点E的位置,使平面A1DB⊥平面BDE,并说明理由.

(1)证明:连结AB1交A1B于点O,连接OD,
∴O为AB1中点,又D为AC中点,
∴在△ACB1中,OD∥CB1
∵CB1⊄平面A1DB,
OD⊂平面A1DB,
∴B1C∥平面A1DB.
(2)证明:由已知可知三棱柱是直三棱柱,
∴四边形A1ACC1为矩形.
又AC1⊥平面A1DB,
A1D⊂平面A1DB,
∴AC1⊥A1D.
又D为AC的中点,
∴AA1:AD=AC:CC1

1
2
AC2=AA1•CC1=AB2
∴AC=
2
AB,∴AB⊥BC,
又BC⊥BB1且BB1∩AB=B,
∴BC⊥平面A1ABB1
又BC⊂平面BCC1B1
∴平面A1ABB1⊥平面BCC1B.
(3)取CC1中点E,连接BE,
又D为AC中点,
∴在△ACC1中,DE∥AC1
又AC1⊥平面A1DB.
∴DE⊥平面A1DB.
又∵DE⊂平面BDE,
∴平面A1DB⊥平面BDE,
即当E为CC1中点时,平面A1DB⊥平面BDE.