如图,在直三棱柱ABC-A 1 B 1 C 1 中,平面A 1 BC⊥侧面A 1 ABB 1 .
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(Ⅰ)证明:如图,过点A在平面A 1ABB 1内作AD⊥A 1B于D,

由平面A 1BC⊥侧面A 1ABB 1,且平面A 1BC∩侧面A 1ABB 1=A 1B,得

AD⊥平面A 1BC,又BC⊂平面A 1BC,

所以AD⊥BC.

因为三棱柱ABC-A 1B 1C 1是直三棱柱,

则AA 1⊥底面ABC,

所以AA 1⊥BC.

又AA 1∩AD=A,从而BC⊥侧面A 1ABB 1

又AB⊂侧面A 1ABB 1,故AB⊥BC.

(Ⅱ)解法1:连接CD,则由(Ⅰ)知∠ACD是直线AC与平面A 1BC所成的角,∠ABA 1是二面角A 1-BC-A的平面角,即∠ACD=θ,∠ABA 1=φ,

于是在Rt△ADC中, sinθ=

AD

AC ,在Rt△ADB中, sinφ=

AD

AB ,

由AB<AC,得sinθ<sinφ,又 0<θ,φ<

π

2 ,所以θ<φ,

解法2:由(Ⅰ)知,以点B为坐标原点,以BC、BA、BB 1所在的直线分

别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,

设AA 1=a,AC=b,

AB=c,则B(0,0,0),A(0,c,0), C(

b 2 - c 2 ,0,0), A 1 (0,c,a) ,

于是

BC =(

b 2 - c 2 ,0,0),

B A 1 =(0,c,a) ,

AC =(

b 2 - c 2 ,-c,0),

A A 1 =(0,0,a) .

设平面A 1BC的一个法向量为n=(x,y,z),

则由

n•

B A 1 =0

n•

BC =0 .得

cy+az=0

b 2 - c 2 x =0 .

可取n=(0,-a,c),于是 n•

AC =ac>0,

AC 与n的夹角β为锐角,则β与θ互为余角. sinθ-cosβ=

n•

AC

|n|•|

AC | =

ac

b

a 2 + c 2 , cosφ=

B A 1 •

BA

|

B A 1 |•|

BA | =

c

a 2 + c 2 ,

所以 sinφ=

a

a 2 + c 2 ,

于是由c<b,得

ac

b

a 2 + c 2 <

a

a 2 + c 2 ,

即sinθ<sinφ,又 0<θ,φ<

π

2 ,所以θ<φ,