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如图棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形.平面AA1C1C⊥平面ABCD,(Ⅰ)求证:BD⊥AA1,(Ⅱ)设AB=a.∠BAC=30°.四边形AA1C1C的面积为3a2.求棱柱ABCD-A1B1

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 14:45:32分类:高中数学题库

如图棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,平面AA1C1C⊥平面ABCD;
(Ⅰ)求证:BD⊥AA1;
(Ⅱ)设AB=a,∠BAC=30°,四边形AA1C1C的面积为3a2,求棱柱ABCD-A1B1C1D1的体积、在线课程证明:(Ⅰ)∵棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,
∴AC⊥BD,
又∵平面AA1C1C⊥平面ABCD
∴BD⊥平面AA1C1C
又由AA1?平面AA1C1C
∴BD⊥AA1;
(Ⅱ)∵AB=a,∠BAC=30°,
则AC=,BD=a
∴SABCD=2×AB•AD•sin∠A=
又四边形AA1C1C的面积为3a2,
∴AA1=,
∴V=AA1•SABCD=
分析:(I)由已知中棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,平面AA1C1C⊥平面ABCD,我们根据菱形的性质及面面垂直的性质定理,易得BD⊥平面AA1C1C,再由线面垂直的性质,即可得到BD⊥AA1;
(Ⅱ)由已知中AB=a,∠BAC=30°,四边形AA1C1C的面积为3a2,我们可计算出棱柱底面ABCD的面积及高AA1的长度,然后代入棱柱体积公式,即可得到答案.
点评:本题考查的知识点是直线与平面垂直的性质,棱柱的体积,熟练掌握空间直线与直线、直线与平面、平面与平面之间垂直关系的相互转化是解答本题的关键.