(2010•武漢模擬)如圖所示,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,底面ABC的邊長為2a,側(cè)棱AA1=2a,M、N分別為AA1、BC中點(diǎn)
(1)求四面體C1-MNB1體積;
(2)求直線MC1與平面MNB1所成角正弦值.
分析:(1)對(duì)于四面體求體積,可以也即三棱錐求體積,可把其中一個(gè)面作為底面,與底面相對(duì)的頂點(diǎn)作為三棱錐的頂點(diǎn),用
1
3
的底面積乘高即可.在本題中,因?yàn)槿切蜝1C1N的面積比較好求,且M點(diǎn)到平面B1C1N的距離為2a,所以把M點(diǎn)作為三棱錐的頂點(diǎn)來求體積.
(2)欲求直線MC1與平面MNB1所成角正弦值,先找到該角,直線與平面所成角,即直線與它在平面上的射影所成角,過直線MC1上點(diǎn)M作平面MNB1的垂線,則垂線段即為M到平面的距離,直線MC1與平面MNB1所成角正弦值為垂線段與線段MC1的比.
解答:解:(1)在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1∥BC1
從而可得VN-A1B1C1=
1
3
(
1
2
•2a•2a•sin60°)•2a=
2
3
3
a3

(2)對(duì)于△MNB1,B1N=B1M=
5
a,MN=2a
則△MNB1面積S=
1
2
•2a•2a=2a2
 設(shè)C1到平面MNB1之距為d,則由VC1-MNB1=VN-B1C1N知:
1
3
(S△MNB1)•d=
2
3
3
a,∴
1
3
•2a2•d=
2
3
3
a2得到d=
3
a,
設(shè)MC1與平面MNB1所成角為θ,
則sinθ=
d
MC1
=
3
a
5
a
=
15
5
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了三棱錐體積的求法,以及直線與平面所成角的求法,求體積時(shí)注意等體積法的應(yīng)用,求線面角的關(guān)鍵在與找到線面角的平面角.
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