试题分析:(Ⅰ)先点D作DE ⊥ A
1 C 于E点,取AC的中点F,连BF ﹑EF,然后通过平面和平面垂直的性质定理及直三棱柱的定义可证EF∥AA
1,又点F是AC的中点,则DB =
BB
1,即
为
的中点;或者先证
,再证
得
. (Ⅱ)先在点D处建立空间直角坐标系,然后求出两平面DA
1C和ADA
1 的法向量分别为
和
,由二面角
的平面角为
可知
,得
据题意有:
,从而
=
.或者利用几何法可求.
试题解析:(Ⅰ)过点D作DE ⊥ A
1 C 于E点,取AC的中点F,连BF ﹑EF
∵面DA
1 C⊥面AA
1C
1C且相交于A
1 C,面DA
1 C内的直线DE ⊥ A
1 C
故直线
面
3分
又∵面BA C⊥面AA
1C
1C且相交于AC,易知BF⊥AC,∴BF⊥面AA
1C
1C
由此知:DE∥BF ,从而有D,E,F,B共面,又易知BB
1∥面AA
1C
1C,故有DB∥EF ,从而有EF∥AA
1,又点F是AC的中点,所以DB = EF =
AA
1=
BB
1,即
为
的中点. 6分
(Ⅱ)解法1:建立如图所示的直角坐标系,
设AA
1= 2b ,AB=BC =
,则D(0,0,b), A
1 (a,0,2b), C (0,a,0)
所以,
设面DA
1C的法向量为
则
可取
8分
又可取平面AA
1DB的法向量:
据题意有:
解得:
=
12分
(Ⅱ)解法2:延长A
1 D与直线AB相交于G,易知CB⊥面AA
1B
1B,
过B作BH⊥A
1 G于点H,连CH,由三垂线定理知:A
1 G⊥CH,
由此知∠CHB为二面角A -A
1D - C的平面角; 9分
设AA
1= 2b ,AB=BC =
;在直角三角形A
1A G中,易知AB = BG.
在
DBG中,BH =
=
,
CHB中,tan∠CHB =
=
,据题意有:
= tan60
0 =
,解得:
所以
=
12分