(2014•宜昌二模)如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BB1,AC1⊥平面A1BD,D为AC的中点.
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解题思路:(Ⅰ)由已知条件推导出A1B⊥AB1,A1B⊥B1C1,BB1⊥B1C1,由此能够证明

B

1

C

1

平面ABB1A

1

(Ⅱ)设AB=BB1=a,CE=x,由余弦定理求出x=

1

2

a

,从而得到DE⊥平面A1BD,进而得到平面A1BD⊥平面BDE,由此求出二面角A1-BD-E的大小为90°.

(Ⅰ)证明:∵AB=BB 1 ,∴四边形ABB1A1为正方形,

∴A1B⊥AB1,(2分)

又∵AC1⊥平面A1BD,∴AC1⊥A1B,

∴A1B⊥面AB1C1,∴A1B⊥B1C1,(4分)

又在直棱柱ABC-A1B1C1中,BB1⊥B1C1

∴B1C1 ⊥平面ABB1A 1 .(5分)

(Ⅱ)设AB=BB1=a,CE=x,

∵D为AC的中点,且AC1⊥A1D,∴A1B=A1 C1=

2a,

又∵B1C1⊥平面ABB1A1,∴B1C1⊥A1B1

∴B1C1=a,BE=

a2+x2,A1E=

2a2+(a−x)2=

3a2+x2−2ax,

在△A1BE中,由余弦定理得BE2=A1B2+A1E2-2A1B•A1Ecos45°,

即a2+x2=2a2+3a2+x2−2ax−2

3a2+x2−2ax

点评:

本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查直线与平面垂直的证明,考查二面角的大小的求法,解题时要认真审题,注意合理地化空间问题为平面问题.