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1.
(16)如图, 在直三棱柱ABCA1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=4,点DAB的中点.

(Ⅰ)求证:ACBC1

(Ⅱ)求证:AC 1//平面CDB1

(Ⅲ)求异面直线AC1B1C所成角的余弦值.

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【答案】

(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AC1B1C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B1C所成角的余弦值为

.
=
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