(1)求证:CD⊥平面BDM;
(2)求面B1BD与面CBD所成二面角的大小。
分析:
(1)根据直线垂直平面的判定方法证明CD垂直于平面BDM内的两条相交直线,由条件知可证CD⊥DB,CD⊥DM。
(2)求面B1BD与面CBD所成二面角先找二面角的平面角,再求平面角。
解答:(1)证明:如图,联结CA1、AC1、CM,则
∴△CBA1为等腰三角形,又知D为A1B的中点,
∴CD⊥A1B,∵A1C1=1,.
又BB1=1,∴A1B=2.
∵△A1AB为直角三角形,D为A1B的中点,
AD=CC1。
又DM=C1M,
∴△CDM≌△CC1M,∠CDM=∠CC1M=90°,即CD⊥DM。
∵A1B、DM为平面BDM内两条相交直线,∴CD⊥平面BDM;
(2)解:设F、G分别 BC、BD的中点,联结B1G、FG、B1F,则FG∥CD,
FG⊥BD。由侧面矩形BB1A1A对角线的交点为D知
∴△BB1D是边长为1的正三角形,∴B1G⊥BD,
∴∠B1GF是所求二面角的平面角。又
即所求二面角的大小为。
例2、(全国高考题)已知正四棱柱ABCD—A1B1C1D1中,AB=1,AA1=2,点E为CC1的中点,点F为BD1的中点.
(1)证明:EF为BD1与CC1的公垂线;
(2)求点D1到面BDE的距离.