Question

如圖，在正三棱柱ABC-A₁B₁C₁中，AB=AA₁，E是棱BB₁的中點(diǎn)．
（1）求證：平面A₁EC⊥平面AA₁C₁C；
（2）若我們把平面A₁EC與平面A₁B₁C₁所成的銳二面角為60°時(shí)的正三棱柱稱(chēng)為“黃金棱柱”，請(qǐng)判斷此三棱柱是否為“黃金棱柱”，并說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）連接A₁C與AC₁交于點(diǎn)F，連接EF，欲證平面A₁EC⊥平面AA₁C₁C，根據(jù)面面垂直的判定定理可知在平面A₁EC內(nèi)一直線(xiàn)與平面AA₁C₁C垂直，而根據(jù)線(xiàn)面垂直的判定定理可得EF⊥面AA₁C₁C，滿(mǎn)足定理?xiàng)l件；
（2）延長(zhǎng)CE交C₁B₁的延長(zhǎng)線(xiàn)于點(diǎn)H，根據(jù)二面角平面角的定義可知∠CA₁C₁為平面A₁EC與平面A₁B₁C₁所成二面角的平面角，利用反證法可證得三棱柱不能成為“黃金棱柱”．

解答：（1）證明：連接A₁C與AC₁交于點(diǎn)F，連接EF，
則由條件可得EC=EA₁，則EF⊥A₁C．同理EC₁=EA，則EF⊥AC₁，∴EF⊥面AA₁C₁C．
而EF?面A₁EC，所以平面A₁EC⊥平面AA₁C₁C．
（2）解：延長(zhǎng)CE交C₁B₁的延長(zhǎng)線(xiàn)于點(diǎn)H，
則有C₁B₁=B₁H=A₁B₁，則∠HA₁C₁=90°，且∠CA₁H=90°，
所以∠CA₁C₁為平面A₁EC與平面A₁B₁C₁所成二面角的平面角．
若此正三棱柱為“黃金棱柱”，則∠CA₁C₁=60°，應(yīng)有CC₁=

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A₁C₁，與條件AB=AA₁矛盾．
所以此三棱柱不能成為“黃金棱柱”．

點(diǎn)評(píng)：本小題主要考查平面與平面垂直的判定，以及二面角及其度量和反證法的運(yùn)用等有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，考查空間想象能力、運(yùn)算能力和推理論證能力，考查轉(zhuǎn)化思想，屬于基礎(chǔ)題．