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如图,AA1、BB1为圆柱OO1的母线,BC是底面圆O的直径,D、E分别是AA1、CB1的中点,DE⊥面CBB1.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/04 20:12:37
如图,AA1、BB1为圆柱OO1的母线,BC是底面圆O的直径,D、E分别是AA1、CB1的中点,DE⊥面CBB1

(1)证明:DE∥面ABC;
(2)求四棱锥C-ABB1A1与圆柱OO1的体积比;
(3)若BB1=BC,求CA1与面BB1C所成角的正弦值.
如图,AA1、BB1为圆柱OO1的母线,BC是底面圆O的直径,D、E分别是AA1、CB1的中点,DE⊥面CBB1.
(1)证明:连接EO,OA.∵E,O分别为B1C,BC的中点,∴EO∥BB1
又DA∥BB1,且DA=EO=
1
2BB1.∴四边形AOED是平行四边形,
即DE∥OA,DE⊄面ABC.∴DE∥面ABC.
(2)由题DE⊥面CBB1,且由(1)知DE∥OA.∴AO⊥面CBB1,∴AO⊥BC,
∴AC=AB.因BC是底面圆O的直径,得CA⊥AB,且AA1⊥CA,
∴CA⊥面AA1B1B,即CA为四棱锥的高.
设圆柱高为h,底半径为r,则V=πr2h,V锥=
1
3h(
2r)•(
2r)=
2
3hr2,
∴V:V=
2
3π.
(3) 作过C的母线CC1,连接B1C1,则B1C1是上底面圆O1的直径,
连接A1O1,得A1O1∥AO,又AO⊥面CBB1C1
∴A1O1⊥面CBB1C1,连接CO1
则∠A1CO1为CA1与面BB1C所成的角,
设BB1=BC=2,则A1C=
22+(
2)2=
6,
A1O1=1.(12分)
在Rt△A1O1C中,sin∠A1CO1=
A1O1
A1C=

6
6.