Question

【題目】如圖，在三棱柱ABC﹣A1B1C1中，CC1⊥平面ABC，AC=BC=5，AB=6，M是CC1中點(diǎn)，CC1=8．
（1）求證：平面AB1M⊥平面A1ABB1；
（2）求平面AB1M與平面ABC所成二面角的正弦值．

Answer 1

【答案】
（1）證明：連結(jié)A1B，交AB1于點(diǎn)P，

∵三棱柱ABC﹣A1B1C1中，四邊形ABB1A1是矩形，∴P是A1B的中點(diǎn)，

取AB的中點(diǎn)N，連結(jié)CN，PN，MP，

則NP∥CM，且NP=CM，∴四邊形MCNP是平行四邊形，

∴CN∥MP，

又AC=BC，∴CN⊥AB，

∵CC1⊥平面ABC，∴CC1⊥CN，

又AA1∥CC1，∴CN⊥AA1，

∴CN⊥平面A1ABB1，∴MP⊥平面A1ABB1，

∵M(jìn)P平面AB1M，∴平面AB1M⊥平面A1ABB1．

（2）解：以N為原點(diǎn)，NA為x軸，CN為y軸，NP為z軸，建立空間直角坐標(biāo)系，

∵AC=BC=5，AB=6，M是CC1中點(diǎn)，CC1=8，

∴A（3，0，0），M（0，﹣4，4），B1（﹣3，0，8），

=（﹣3，﹣4，4）， =（﹣6，0，8），

設(shè)平面AB1M的法向量 =（x，y，z），

則 ，取x=4，得 =（4，0，3），

平面ABC的法向量 =（0，0，1），

設(shè)平面AB1M與平面ABC所成二面角的平面角為θ，

則cosθ= = ，sinθ= = ．

∴平面AB1M與平面ABC所成二面角的正弦值為 ．

【解析】（1）連結(jié)A1B，交AB1于點(diǎn)P，取AB的中點(diǎn)N，連結(jié)CN，PN，MP，推導(dǎo)出四邊形MCNP是平行四邊形，從而CN∥MP，進(jìn)而CC1⊥CN，由AA1∥CC1 ， 知CN⊥AA1 ， 從而CN⊥平面A1ABB1 ， 進(jìn)而MP⊥平面A1ABB1 ， 由此能證明平面AB1M⊥平面A1ABB1 ． （2）以N為原點(diǎn)，NA為x軸，CN為y軸，NP為z軸，建立空間直角坐標(biāo)系，利用向量法能求出平面AB1M與平面ABC所成二面角的正弦值．
【考點(diǎn)精析】利用平面與平面垂直的判定對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知一個(gè)平面過(guò)另一個(gè)平面的垂線(xiàn)，則這兩個(gè)平面垂直．