(2009•大连一模)已知三棱锥A-BCD及其三视图如图所示.

(2009•大连一模)已知三棱锥A-BCD及其三视图如图所示.
(I)若DE⊥AB于E,DE⊥AC于F,求证:AC⊥平面DEF;
(Ⅱ)求二面角B-AC-D的大小.
bread19791 1年前 已收到1个回答 举报

莫争 春芽

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解题思路:(Ⅰ)由三视图可知三棱锥A-BCD的底面是等腰直角三角形,且直角边长为1,每个侧面都是直角三角形,且棱锥的高AD=2,利用线面垂直的判定和性质可以证得AC⊥DE,又DF⊥AC,则可得到线面垂直;(Ⅱ)由(Ⅰ)可知∠DFE为二面角B-AC-D的平面角,分别在直角三角形ADB和直角三角形ADC中求出斜边上的高DE、DF,则二面角B-AC-D的大小可求.

(I)证明:由三视图可得,三棱锥A-BCD中
∠ADB,∠ADC,∠DBC,∠ABC都等于90°,
每个面都是直角三角形;
如图,

可得CB⊥面ADB,所以CB⊥DE,
又DE⊥AB,AB∩BC=B,所以DE⊥面ABC,
而AC⊂面ABC,所以DE⊥AC,
又DF⊥AC,DE∩DF=D,所以AC⊥面DEF.
(II)由(I)知∠DFE为二面角B-AC-D的平面角,
在直角三角形ADB中,由AD=2,DB=1,所以AB=
5,
所以DE=
AD•DB
AB=
2×1

5=
2
5
5
在直角三角形DBC中,因为DB=BC=1,所以DC=
2,在直角三角形ADC中,
AD=2,DC=
2,所以AC=
6,
所以DF=
AD•DC
AC=

2

6=
2
3
3
在直角三角形DEF中,
∴sin∠DFE=
DE
DF=

2
5
5

2
3
3=

15
5.
∴∠DFE=arcsin

15
5.

点评:
本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;直线与平面垂直的判定;二面角的平面角及求法.

考点点评: 本题考查直线与平面垂直的判定,考查了二面角的求法,考查了三视图,解答此题的关键是能根据三视图中的数据得到原几何体中量的关系,是中档题.

1年前

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