如图,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,三角形ACD为等边三角形,AD=DE=2AB,F为CD的中点(1)求证:AF∥平面BCE;(2)求证:平面BCE⊥平面C

发布时间:2020-08-04 18:08:03

如图,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,三角形ACD为等边三角形,AD=DE=2AB,F为CD的中点
(1)求证:AF∥平面BCE;
(2)求证:平面BCE⊥平面CDE;
(3)求二面角F-BE-C的大小.

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解:如图:取CE中点G,连接FG,DG,BG,则FG∥DE
∵DE⊥平面ACD,
∴FG⊥平面ACD
∵三角形ACD为等边三角形
∴AF⊥CD
以F为原点建立如图空间直角坐标系,设AD=2
则A(,0,0),B(,0,1),C(0,-1,0),D(0,1,0)
E(0,1,2),F(0,0,0),G(0,0,1)
(1)∵=(,0,0),=(,0,0)

∴AF∥BG,BG?平面BCE,AF?平面BCE
∴AF∥平面BCE
(2)∵=(0,-1,1),=(0,2,2),=(,0,0)
∴=0+(-2)+2=0,=0+0+0=0
∴DG⊥CE,DG⊥BG,CE∩BG=G
∴DG⊥平面BCE,DG?平面CDE
∴平面BCE⊥平面CDE
(3)由(2)知,平面BCE的法向量为=(0,-1,1),
设平面BEF的法向量为=(x,y,z)
∵=(0,1,2),=(,0,1)

取=(,-6,3)
∴cos<>=====
∴二面角F-BE-C的大小为arccos
解析分析:取CE中点G,以F为原点,FG为y轴,FB为y轴,FA为x轴,建立空间直角坐标系,写处相关点的坐标,(1)只需证明,即可利用线面平行的判定定理得证;(2)只需证明,即可利用线面垂直的判定定理和面面垂直的判定定理证明结论;(3)由(2)得平面BCE的法向量为,求平面EFB的法向量,利用空间向量夹角公式即可得二面角的余弦值

点评:本题考查了线面平行的判定定理,线面垂直的判定定理,面面垂直的判定定理,二面角的求法,空间向量及空间直角坐标系在立体几何中的应用
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