(2013•泰安二模)在如图的多面体中,AD⊥平面ABE,AE⊥AB,EF∥AD,AD∥BC,AE=AB=BC=EF=2

(2013•泰安二模)在如图的多面体中,AD⊥平面ABE,AE⊥AB,EF∥AD,AD∥BC,AE=AB=BC=EF=2,AD=3
(I)求证:BE∥平面ACF;
(II)求证:BF⊥AC;
(III)求二面角C-DF-E的余弦值.
打字蜗牛 1年前 已收到1个回答 举报

旧调重弹 春芽

共回答了15个问题采纳率:100% 举报

解题思路:(I)根据题意,可证出四边形BCEF是平行四边形,得BE∥CF,结合线面平行判定定理即可证出BE∥平面ACF;
(II)过D作DH∥AE交AD于H,由AD⊥平面AEB得AD⊥AE,结合AE⊥AB证出AE⊥平面ABCD,可得FH⊥平面ABCD,从而得到FH⊥AC.再由题中条件证出四边形ABCH为正方形,得BH⊥AC,从而证出AC⊥平面BFH,可得BF⊥AC;
(III)作HG⊥DF于G,连结CG,由前面的证明可得CH⊥平面AEFD,由三垂线定理结合HG⊥DF得到CG⊥DF,可得∠CGH是二面角C-DF-E的平面角.然后在Rt△CHG中,分别算出HG、CG之长,得到cos∠CGH=[HG/CG]=
6
6
,即得二面角C-DF-E的余弦值.

(Ⅰ)∵AD∥EF,AD∥BC,∴EF∥BC.
又∵BC=EF=2,∴四边形BCEF是平行四边形,可得BE∥CF.
∵BE⊄平面ACF,CF⊂平面ACF,∴BE∥平面ACF;
(Ⅱ)∵AD⊥平面AEB,AE⊂平面AEB,∴AD⊥AE,
又∵AE⊥AB,AD∩AD=A,AB、AD⊂平面ABCD,
∴AE⊥平面ABCD.
平面AEFD内,过D作DH∥AE交AD于H,则FH⊥平面ABCD.
∵AC⊂平面ABCD,∴FH⊥AC.
连结CH、BH,则
∵平行四边形AEFH中,AH=EF=2
∴BC∥AH,BC=AH=2,可得四边形ABCH平行四边形,
∵AB=BC=2,∴四边形ABCH为正方形,可得BH⊥AC
又BH∩FH=H,BH⊂平面BFH,FH⊂平面BFH,
∴AC⊥平面BFH,结合BD⊂平面BHD,可得BF⊥AC;
(III)作HG⊥DF于G,连结CG
∵AE⊥平面ABCD,AE⊂平面AEFD,∴平面ABCD⊥平面AEFD
∵CH⊥AD,平面ABCD∩平面AEFD=AD,CH⊂平面ABCD
∴CH⊥平面AEFD,可得HG是CG在平面AEFD的射影
∵HG⊥DF,∴CG⊥DF,可得∠CGH是二面角C-DF-E的平面角
∵Rt△DFH中,FH=2,DH=AD-AH=1,
∴DF=
FH2+DH2=
5,可得HG=[FH•DH/DF]=
2
5
5
因此,Rt△CHG中,CG=
CH2+HG2=
2
30
5
∴cos∠CGH=[HG/CG]=

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.

考点点评: 本题给出特殊的多面体,求证线面平行、线线垂直并求二面角的余弦之值,着重考查了空间垂直、平行的位置关系判断与证明和二面角大小的求法等知识,考查了空间想象能力,属于中档题.

1年前

4
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.035 s. - webmaster@yulucn.com