(Ⅰ)求证:AC⊥BC1;
(Ⅱ)求证:AC 1//平面CDB1;
(Ⅲ)求异面直线AC1与B1C所成角的余弦值.
(16)
解法一:
(Ⅰ)∵直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,
∴ AC⊥BC,且BC1在平面ABC内的射影为BC,
∴ AC⊥BC1;
(Ⅱ)设CB1与C1B的交点为E,连结DE,
∵ D是AB的中点,E是BC1的中点,
∴ DE//AC1.
∵ DE
平面CDB1,AC1平面CDB1,∴ AC1//平面CDB1;
(Ⅲ)∵ DE//AC1,∴∠CED为AC1与B1C所成的角,
在△CED中,ED=
AC 1=,CD=AB=,CE=CB1=2,∴cos
,∴ 异面直线AC1与B1C所成角的余弦值为
.解法二:
∵直三棱柱ABC-A1B1C1底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,
∴AC,BC,C1C两两垂直。
如图,以C为坐标原点,直线CA,CB,CC1分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,
则C(0,0,0),A(3,0,0),C1(0,0,4),B(0,4,0),B1(0,4,4),
D(
,2,0).(Ⅰ)∵
=(-3,0,0),=(0,-4,4),∴
·=0,∴AC⊥BC1.(Ⅱ)设CB1与C1B的交点为E,则E(0,2,2).
∵
=(-,0,2),=(-3,0,4),∴=,∴DE//AC1.∵DE
平面CDB1,AC1平面CDB1,∴AC1//平面CDB1.(Ⅲ)∵
=(-3,0,4),=(0,4,4),∴cos<
,>=,∴异面直线AC1与B