如图,已知ABCD为平行四边形,∠A=60°,AF=2FB,AB=6,点E在CD上,EF∥BC,BD⊥AD,BD与EF相交于N.现将四边形ADEF沿EF折起,使点D在

发布时间:2020-07-31 17:54:28

如图,已知ABCD为平行四边形,∠A=60°,AF=2FB,AB=6,点E在CD上,EF∥BC,BD⊥AD,BD与EF相交于N.现将四边形ADEF沿EF折起,使点D在平面BCEF上的射影恰在直线BC上.
(Ⅰ)求证:BD⊥平面BCEF;
(Ⅱ)求折后直线DN与直线BF所成角的余弦值;
(Ⅲ)求三棱锥N-ABF的体积.

网友回答

解:(Ⅰ)EF⊥DN,EF⊥BN,得EF⊥面DNB
则平面BDN⊥平面BCEF,
由BN=平面BDN∩平面BCEF,
则D在平面BCEF上的射影在直线BN上,
又D在平面BCEF上的射影在直线BC上,
则D在平面BCEF上的射影即为点B,
故BD⊥平面BCEF.(4分)

(Ⅱ)法一.如图,建立空间直角坐标系,
∵在原图中AB=6,∠DAB=60°,
则BN=,DN=2,∴折后图中BD=3,BC=3
∴N(0,,0),D(0,0,3),C(3,0,0)=(-1,0,0)
∴=(-1,,0)=(0,,-3)
∴=
∴折后直线DN与直线BF所成角的余弦值为(9分)

法二.在线段BC上取点M,使BM=NF,则MN∥BF
∴∠DNM或其补角为DN与BF所成角.
又MN=BF=2,DM=.

∴折后直线DN与直线BF所成角的余弦值为
(Ⅲ)∵AD∥EF,∴A到平面BNF的距离等于D到平面BNF的距离,

即所求三棱锥的体积为(14分)

解析分析:(Ⅰ)要证BD⊥平面BCEF,只需证明D在平面BCEF上的射影为点B即可;(Ⅱ)法一:建立空间直角坐标系,即可求折后直线DN与直线BF所成角的余弦值;法二:在线段BC上取点M,使BM=BF,说明∠DNM或其补角为DN与BF所成角.用余弦定理解三角形即可求解折后直线DN与直线BF所成角的余弦值;(Ⅲ)A到平面BNF的距离等于D到平面BNF的距离,利用VN-ABF=VA-BNF=VD-BNF求三棱锥N-ABF的体积.

点评:本题考查直线与平面垂直的判定,异面直线所成的角,棱锥的体积,考查学生空间想象能力,逻辑思维能力,是中档题.
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