如图所示,已知△ABC内接于圆O,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,DC⊥平面ABC,AB=2,tan∠EAB=.(1)证明:平面ACD⊥平面ADE,(2

发布时间:2020-08-01 03:11:21

如图所示,已知△ABC内接于圆O,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,DC⊥平面ABC,AB=2,tan∠EAB=.
(1)证明:平面ACD⊥平面ADE,
(2)令AC=x,V(x) 表示三棱锥A-CBE的体积,当V(x) 取得最大值时,求直线AD与平面ACE所成角的正弦值.

网友回答

(1)证明:∵四边形DCBE为平行四边形,∴CD∥BE,BC∥DE
∵DC⊥平面ABC,BC?平面ABC,∴DC⊥BC
∵AB是圆O的直径,∴BC⊥AC
∵DC∩AC=C,∴BC⊥平面ADC.
∵DE∥BC,
∴DE⊥平面ADC
又∵DE?平面ADE,∴平面ACD⊥平面ADE;
(2)∵DC⊥平面ABC,CD∥BE,∴BE⊥平面ABC
∵AB?平面ABC,∴BE⊥AB,
在Rt△ABE中,由tan∠EAB==,AB=2得BE=
在Rt△ABC中,∵BC==(0<x<2)
∴S△ABC=AC?BC=
∴V(x)=VC-ABE=VE-ABC=S△ABC?BE==(0<x<2)
∵0<x<2,∴≤=2
∴V(x)≤,当且仅当x2=4-x2,即x=时,V(x)取得最大值,AC=
这时△ABC为等腰直角三角形
建立如图所示的坐标系,

C(0,0,0),A(,0,0),E(0,,),D(0,0,),=(-,0,)
设平面AEC的法向量,则,∴,∴可取=(0,-,)
设直线AD与平面ACE所成角为θ,则sinθ=cos<>===
故直线AD与平面ACE所成角的正弦值为

解析分析:(1)欲证平面ACD⊥平面ADE,根据面面垂直的判定定理可知在平面ADE内一直线与平面ACD垂直,而根据BC⊥平面ADC,DE∥BC,可得DE⊥平面ADC;(2)先利用等体积法表示出三棱锥A-CBE的体积,利用基本不等式求最值,再建立空间直角坐标系,利用向量的夹角公式,即可求得直线AD与平面ACE所成角的正弦值.

点评:本题主要考查空间中的线面关系,考查面面垂直的判定及简单组合体体积的计算,考查线面角,考查向量知识的运用,属于中档题.
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