题目

如图,三棱柱ABC—A1B1C1中,AA1⊥面ABC,BC⊥AC,BC=AC=2,AA1=3,D为AC的中点.    (1)求证:AB1//面BDC1;   (2)求二面角C1—BD—C的余弦值;   (3)在侧棱AA??1上是否存在点P,使得CP⊥面BDC1?并证明你的结论. 答案:(1)见解析        (2)        (3)见解析 解析: (1)连接B1C,交BC1于点O,则O为B1C的中点,         ∵D为AC中点    ∴OD∥B1A         又B1A平面BDC1,OD平面BDC1          ∴B1A∥平面BDC1   (2)∵AA1⊥面ABC,BC⊥AC,AA1∥CC1        ∴CC1⊥面ABC       则BC⊥平面AC1,CC1⊥AC       如图建系 则C1(3,0,0) B(0,0,2) D(0,1,0) C(0,0,0)       ∴       设平面C1DB的法向量为       则       又平面BDC的法向量为       ∴二面角C1—BD—C的余弦值:cos (Ⅲ)设P(h,2,0)   则 若CP⊥面BDC1   则   即(h,2,0)=λ(2,-6,3) 此时λ不存在
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