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(04年北京卷文)(14分)

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=2,AA1=2,由顶点B沿棱柱侧面经过棱AA1到顶点C1的最短路线与AA1的交点记为M.求:

(Ⅰ)三棱柱的侧面展开图的对角线长;

(Ⅱ)该最短路线的长及的值;

(Ⅲ)平面C1MB与平面ABC所成二面角(锐角)的大小.

解析:(Ⅰ)正三棱柱ABC―A1B1C1的侧面展开图是长为6,宽为2的矩形,其对角线长为

(Ⅱ)如图,将侧面AA1B1B绕棱AA1旋转120º使其

   侧面AA1C1C在同一平面上,点B运动到点D的位置,连接DC1交AA1于M,

  则DC1就是由顶点B沿棱柱侧面经过棱AA1到顶点C1的最短路线,其长为

 ∵   ∴AM=A1M,故

 (Ⅲ)连接DB,C1B,则DB就是平面C1MB与平面ABC的交线.在ΔDCB中,

∴CB⊥DB,

又C1C⊥平面CBD,

由三垂线定理得C1B⊥DB.

 ∴∠C1BC就是平面C1MB与平面ABC所成二面角的平面角(锐角).

∵侧面C1B1BC是正方形,

∴∠C1BC=45º.

     故平面C1MB与平面ABC所成的二面角(锐角)为45º.      (14分)

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