正三棱柱 $ABC-A_{1}B_{1}C_{1}$ 中,$D$ 为 $AC$ 的中点.
1、证明:$AB_{1}\parallel BDC_{1}$.
2、当 $\dfrac{AA_{1}}{AB}$ 取何值时,$AB_{1}$ 与 $BC_{1}$ 垂直?
解析
1、连接 $B_1C$ 与 $BC_1$ 交于点 $E$,连接 $DE$,如图.
由于 $E$ 平分 $B_1C$,$D$ 平分 $AC$,于是 $AB_1\parallel DE$,从而 $AB_1\parallel BDC_1$.
2、根据空间余弦定理,有\[AB_1\perp BC_1\iff AB^2+B_1C_1^2=BB_1^2+AC_1^2,\]设 $AA_1=x$,$AB=1$,则\[1^2+1^2=x^2+(1^2+x^2)\implies x=\dfrac {\sqrt 2}2,\]因此所求比值为 $\dfrac{\sqrt 2}2$.