解答:(本小题满分12分)
解:(I)∵B1D⊥平面ABC,AC?平面ABC,∴B1D⊥AC
又∵BC⊥AC,B1D∩BC=D,∴AC⊥平面BB1C1C(3分)
(II)
?
AB1⊥BC1
AC⊥BC1
AB1与AC相交
?BC1⊥B1C
BC1⊥平面AB1C
B1C?平面AB1C
∴四边形BB1C1C为菱形,(5分)
又∵D为BC的中点,BD⊥平面ABC
∴∠B1BC为侧棱和底面所成的角α,∴cos∠B1BC=
1 2
∴∠B1BC=60°,即侧棱与底面所成角60°.(8分)
(III)以C为原点,CA为x轴CB为y轴,过C点且垂直于平面ABC的直线为Z轴,建立空间直角坐标系,
则A(a,0,0),B(0,a,0),C1(0,?
,a 3
a),2
2
3
平面ABC的法向量n1=(0,0,1),设平面ABC1的法向量为n2=(x,y,z),
由
,即
n2?
=0AB
n2?
=0BC1
,n2=(
?x+y=0 ?
y+4 3
x=02
2
3
,
2
2
,1)(10分)
2
2
cos<n1,n2>=
,<n1,n2>=45°,
2
2
∵二面角C-AB-C1大小是锐二面角,
∴二面角C-AB-C1的大小是45°(12分)