(2013•北京)如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1C1C是边长为4的正方形.平面ABC⊥平面AA1C1C,A
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解题思路:(I)利用AA1C1C是正方形,可得AA1⊥AC,再利用面面垂直的性质即可证明;

(II)利用勾股定理的逆定理可得AB⊥AC.通过建立空间直角坐标系,利用两个平面的法向量的夹角即可得到二面角;

(III)设点D的竖坐标为t,(0<t<4),在平面BCC1B1中作DE⊥BC于E,可得D

(t,

3

4

(4−t),t)

,利用向量垂直于数量积得关系即可得出.

(I)证明:∵AA1C1C是正方形,∴AA1⊥AC.

又∵平面ABC⊥平面AA1C1C,平面ABC∩平面AA1C1C=AC,

∴AA1⊥平面ABC.

(II)由AC=4,BC=5,AB=3.

∴AC2+AB2=BC2,∴AB⊥AC.

建立如图所示的空间直角坐标系,则A1(0,0,4),B(0,3,0),B1(0,3,4),C1(4,0,4),

/BC1=(4,−3,4),

BA1=(0,−3,4),

BB1=(0,0,4).

设平面A1BC1的法向量为

n1=(x1,y1,z1),平面B1BC1的法向量为

n2]=(x2,y2,z2).

点评:

本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;直线与平面垂直的判定;二面角的平面角及求法.

考点点评: 本题综合考查了线面垂直的判定与性质定理、面面垂直的性质定理、通过建立空间直角坐标系利用法向量求二面角的方法、向量垂直与数量积得关系等基础知识与基本方法,考查了空间想象能力、推理能力和计算能力.