如图,在所有棱长均为2的正三棱柱中,由顶点B沿棱柱侧面经过棱AA1到顶点C1的最短路线与棱AA1的交点记为M,求:
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解题思路:(I)正三棱柱ABC-A1B1C1的侧面展开图是长为6,宽为2的矩形,直接可以求出对角线长;

(II)将侧面AA1B1B绕棱AA1旋转120°使其与侧面AA1C1C在同一平面上,点B运动到点D的位置,连接DC1交AA1于M,则DC1就是由顶点B沿棱柱侧面经过棱AA1到顶点C1的最短路线,求出DC1

A

1

M

AM

的值即可;

(III)连接DB,C1B,可证∠C1BC就是平面C1MB与平面ABC所成二面角的平面角,在三角形C1BC中求出此角.

(I)∵正三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长均为2

∴正三棱柱ABC-A1B1C1的侧面展开图是长为6,宽为2的矩形

其对角线长为

62+22=2

10.

(II)如图,将侧面AA1B1B绕棱AA1旋转120°使其与侧面AA1C1C在同一平面上,点B运动到点D的位置,

连接DC1交AA1于M,则DC1就是由顶点B沿棱柱侧面经过棱AA1到顶点C1的最短路线,

其长为

DC2+

CC21=

42+22=2

5

∵△DMA≌△C1MA1

∴AM=A1M

A1M

AM=1

(III)连接DB,C1B,

则DB就是平面C1MB与平面ABC的交线在△DCB中,

∵∠DBC=∠CBA+∠ABD=60°+30°=90°,

∴CB⊥DB,

又C1C⊥平面CBD,

由三垂线定理得C1B⊥DB,∴∠C1BC就是平面C1MB与平面ABC所成二面角的平面角(锐角),

∵侧面C1B1BC是正方形,∴∠C1BC=45°,

故平面C1MB与平面ABC所成的二面角(锐角)为45°.

点评:

本题考点: 二面角的平面角及求法;点、线、面间的距离计算.

考点点评: 本小题主要考查直线与平面的位置关系、棱柱等基本知识,考查空间想象能力、逻辑思维能力和运算能力.