如图,正三棱柱ABC—A1B1C1的底面边长为a,侧棱长为a,求AC1与侧面ABB1

如图,正三棱柱ABCA1B1C1的底面边长为a,侧棱长为a,求AC1与侧面ABB1A1所成的角.

答案

解析:利用正三棱柱的性质,建立适当的空间直角坐标系,写出有关点的坐标.求角时有两种思路,一是由定义找出线面角,取A1B1的中点M,连C1M,证明∠C1AMAC1与面A1B所成的角;另一种是利用平面AB1的法向量n=(λ,x,y)求解.

方法一:建立如图所示的空间直角坐标系,则A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,a),C1(-a,,a),取A1B1中点M,则M(0, ,a),连AMMC1,有=(-a,0,0),=(0,a,0), =(0,0,a).

由于· =0,·=0,

所以MC1⊥面ABB1A1.

∴∠C1AMAC1与侧面A1B所成的角θ.

=(-a, , a),=(0, ,a),

· =0++2a2=.

而||=,

||=,

∴cos〈,〉=.

∴〈,〉=30°,即AC1与侧面AB1所成的角为30°.

方法二:(法向量法)(接方法一)=(0,0,a).

设侧面A1B的法向量n=(λ,x,y).

所以n·=0且n·=0.

∴ax=0,且ay=0.

x=y=0,故n=(λ,0,0).

=(-a,, a),

∴cos〈,n〉=.

∴si=|cos〈,n〉|=.

α=30°.

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