已知三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC是边长为1的正三角形,点M在BB1上.

问题描述:

已知三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC是边长为1的正三角形,点M在BB1上.
1若BM=√2,求异面直线AM与BC所成的角的余弦值
2,当BB1等于多长时,AB1⊥BC1,请写出证明过程
1个回答 分类:数学 2014-10-26

问题解答:

我来补答
题目没有给出这个三棱柱是不是正三棱柱,若是正三棱柱,则方法如下:
第一个问题:
过M作MN∥BC交CC1于N,令MN的中点为D.
∵ABC-A1B1C1是正三棱柱,∴BM∥CN,又MN∥BC,∴BCNM是平行四边形,
∴MN=BC=1,BM=CN=√2.
∵ABC-A1B1C1是正三棱柱,∴AB=AC、∠ABM=∠ACN=90°,又BM=CN,
∴△ABM≌△ACN,∴AM=AN,而MD=ND,∴AD⊥MD.
由勾股定理,有:AM=√(AB^2+BM^2)=√(1+2)=√3.
∴cos∠AMD=MD/AM=(MN/2)/AM=(1/2)/√3=√3/6.
∵MN∥BC,∴AM与BC所成的角=∠AMD,∴AM与BC所成角的余弦值为√3/6.
第二个问题:当BB1=√2/2时,AB1⊥BC1.
延长CC1至E,使CC1=C1E.
∵ABC-A1B1C1是正三棱柱,∴∠BB1C1=90°,BB1∥CE,BB1=CC1=C1E,
∴BB1EC1是平行四边形,∴BC∥B1E,且BC1=B1E.
∴当AB1⊥BC1时,有:AB1⊥B1E.
由勾股定理,有:AB1^2=AB^2+BB1^2, AE^2=AC^2+CE^2, AE^2=AB1^2+B1E^2.
∴AC^2+CE^2=(AB^2+BB1^2)+B1E^2, ∴1+(2CC1)^2=1+BB1^2+BC1^2
∴4BB1^2=BB1^2+(BB1^2+B1C1)^2 ∴2BB1^2=B1C1^2=1, ∴BB1=√2/2.
注:若这个三棱柱不是正三棱柱,则需要说明倾斜的方向与倾斜角的大小.
 
 
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