如图,在直三棱柱ABC-A 1 B 1 C 1 中,底面△ABC为等腰直角三角形,∠B = 90 0 ,D为棱BB 1
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(1)见解析;(2)

.

试题分析:(1)过点D作DE ⊥ A 1C 于E点,取AC的中点F,连BF ﹑EF,先证直线DE⊥面AA 1C 1C,再证BF⊥面AA 1C 1C,得D,E,F,B共面,再证DB∥EF ,从而有EF∥AA 1,易得所证结论;(2)法1:建立空间直角坐标系,找出所需点的坐标,分别设出面DA 1C和平面AA 1DB的法向量,并列方程计算出来,再利用向量的数量积计算两向量的夹角的余弦值,便可得

得值;法2:延长A 1D与直线AB相交于G,易知CB⊥面AA 1B 1B,过B作BH⊥A 1G于点H,连CH,证明∠CHB为二面角A -A 1D - C的平面角,在

CHB中,根据条件计算

的表达式,可得结论.

试题解析:(1)过点D作DE ⊥ A 1C 于E点,取AC的中点F,连BF ﹑EF.

∵面DA 1C⊥面AA 1C 1C且相交于A 1C,面DA 1C内的直线DE ⊥ A 1C,∴直线DE⊥面AA 1C 1C ,3分

又∵面BA C⊥面AA 1C 1C且相交于AC,易知BF⊥AC,∴BF⊥面AA 1C 1C

由此知:DE∥BF ,从而有D,E,F,B共面,又易知BB 1∥面AA 1C 1C,故有DB∥EF ,从而有EF∥AA 1

又点F是AC的中点,所以DB = EF =

AA 1

BB 1,所以D点为棱BB 1的中点; 6分

(2)解法1:建立如图所示的直角坐标系,设AA 1= 2b ,AB=BC =

,则D(0,0,b), A 1(a,0,2b), C (0,a,0), 7分

所以,

,8分

设面DA 1C的法向量为

可取

,

又可取平面AA 1DB的法向量

,

cos〈

,10分

据题意有:

, 12分

解得:

. 13分

解法2:延长A 1D与直线AB相交于G,易知CB⊥面AA 1B 1B,

过B作BH⊥A 1G于点H,连CH,由三垂线定理知:A 1G⊥CH,

由此知∠CHB为二面角A -A 1D - C的平面角; 9分

设AA 1= 2b ,AB=BC =

;在直角三角形A 1A G中,易知AB = BG.

DBG中,BH =

, 10分

CHB中,tan∠CHB =

据题意有:

= tan60 0