如图,AB为圆O的直径,点E、F在圆O上,矩形ABCD所在的平面和圆O所在的平面互相垂直,且AB=2,AD=EF=1.

如图,AB为圆O的直径,点E、F在圆O上,矩形ABCD所在的平面和圆O所在的平面互相垂直,且AB=2,AD=EF=1.
(Ⅰ)求证:AF⊥平面CBF;
(Ⅱ)求三棱锥C-OEF的体积;
(Ⅲ)求二面角的E-BC-F大小.
anniehenin 1年前 已收到1个回答 举报

xiaoxie85 幼苗

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解题思路:(I)由面面垂直的性质定理,证出CB⊥平面ABEF,从而AF⊥CB.由直径所对的圆周角是直角,得到AF⊥BF,结合线面垂直判定定理,可证出AF⊥平面CBF;
(II)由(I)的结论,可知三棱锥C-OEF的高是CB,且CB=AD=1.再证出△OEF为正三角形,算出△OEF的面积并结合锥体体积公式,即可算出三棱锥C-OEF的体积;
(III)由CB⊥平面ABEF结合二面角平面角的定义,证出∠EBF就是二面角E-BC-F的平面角.再由同弧所对的圆周角与圆心角的关系算出∠EBF=[1/2]∠E0F=30°,由此可得二面角的E-BC-F大小等于30°.

(Ⅰ)∵平面ABCD⊥平面ABEF,CB⊥AB,平面ABCD∩平面ABEF=AB,
∴CB⊥平面ABEF,
∵AF⊂平面ABEF,∴AF⊥CB,…(3分)
又∵AB为圆O的直径,∴AF⊥BF,
∵CB∩BF=B,∴AF⊥平面CBF.…(6分)
(Ⅱ)由(I)知CB⊥平面ABEF,即CB⊥OEF,
∴三棱锥C-OEF的高是CB,可得CB=AD=1,…(8分)
连结0E、0F,可知0E=0F=EF=1
∴△OEF为正三角形,∴正△OEF的高等于

3
2,…(10分)
∴VC-OEF=[1/3]S△0EF×CB=[1/3]×([1/2]×

3
2×1)×1=

3
12,…(10分)
( III)∵CB⊥平面ABEF,BE⊂平面ABEF,BF⊂平面ABEF
∴CB⊥BE且CB⊥BF,可得∠EBF就是二面角E-BC-F的平面角
∵圆O中,∠EBF是圆周角,∠E0F是圆心角,且两个角对同弧
∴∠EBF=[1/2]∠E0F=30°
因此,二面角的E-BC-F大小等于30°

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题给出特殊的多面体,求证证线面垂直并求锥体的体积和二面角的大小.着重考查了面面垂直的性质定理、圆的有关性质、二面角平面角的定义与求法等知识,属于中档题.

1年前

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