在边长为2的正方体ABCD-A'B'C'D'中,E是BC的中点,F是DD'的中点
(1)求证:CF∥平面A'DE
(2)求二面角E-A'D-A的平面角的余弦值.
网友回答
证明(1):分别以DA,DC,DD'为x轴,y轴,z轴
建立空间直角坐标系,
则A'(2,0,2),E(1,2,0),
D(0,0,0),C(0,2,0),F(0,0,1),
则,
设平面A'DE的法向量是,
则,取,,∵,∴,
所以,CF∥平面A'DE.
解:(2)由正方体的几何特征可得
是面AA'D的法向量
又由(1)中向量为平面A'DE的法向量
故二面角E-A'D-A的平面角θ满足;
即二面角E-A'D-A的平面角的余弦值为
解析分析:(1)分别以DA,DC,DD'为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,求出各顶点坐标后,进而求出直线CF的方向向量和平面A'DE的法向量,根据两个向量的数量积为0,得到两个向量垂直后,进而得到CF∥平面A'DE
(2)结合正方体的几何特征,可得是面AA'D的法向量,结合(1)中平面A'DE的法向量为,代入向量夹角公式,即可求出二面角E-A'D-A的平面角的余弦值.
点评:本题考查的知识点是用空间向量求平面间的夹角,向量语言表述线面的平行关系,其中建立适当的空间直角坐标系,将空间线面关系及面面夹角转化为向量夹角问题,是解答本题的关键.