在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=1,∠BAC=90°,且异面直线A1B与B1C1所成的角等于60°,设AA1=a.(1)求a的值;(2)求平面A1BC1与平面B1BC1所成的锐二面角的大小.

问题描述:

在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=1,∠BAC=90°,且异面直线A1B与B1C1所成的角等于60°,设AA1=a.

(1)求a的值;
(2)求平面A1BC1与平面B1BC1所成的锐二面角的大小.

作业帮 (1)∵BC∥B1C1,∴∠A1BC就是异面直线A1B与B1C1所成的角,
即∠A1BC=60°,(2分)
连接A1C,又AB=AC,则A1B=A1C∴△A1BC为等边三角形,(4分)
由AB=AC=1,∠BAC=90°⇒BC=

2

A1B=
2
1+a2
=
2
⇒a=1
;(6分)
(2)取A1B的中点E,连接B1E,过E作EF⊥BC1于F,
连接B1F,B1E⊥A1B,A1C1⊥B1E⇒B1E⊥平面A1BC1⇒B1E⊥BC1
又EF⊥BC1,所以BC1⊥平面B1EF,即B1F⊥BC1
所以∠B1FE就是平面A1BC1与平面B1BC1所成的锐二面角的平面角.(8分)
在△B1EF中,∠B1EF=90°,B1E=
2
2
B1F=
2
3
,∴sin∠B1FE=
B1E
B1F
=
3
2
⇒∠B1FE=60°,(10分)
因此平面A1BC1与平面B1BC1所成的锐二面角的大小为60°.
答案解析:(1)将B1C1平移到BC,∠A1BC就是异面直线A1B与B1C1所成的角,在三角形A1BA内建立等式,解之即可;
(2)取A1B的中点E,连接B1E,过E作EF⊥BC1于F,连接B1F,B1E⊥A1B,A1C1⊥B1E,得到∠B1FE就是平面A1BC1与平面B1BC1所成的锐二面角的平面角,在△B1EF中解出此角即可.
考试点:平面与平面之间的位置关系.
知识点:本题主要考查了平面与平面之间的位置关系,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力,属于基础题.