解答题如图所示的多面体中,已知直角梯形ABCD和矩形CDEF所在的平面互相垂直,AD⊥

发布时间:2020-07-09 09:52:49

解答题如图所示的多面体中,已知直角梯形ABCD和矩形CDEF所在的平面互相垂直,AD⊥DC,AB∥DC,AB=AD=DE=4,CD=8.
(Ⅰ)证明:BD⊥平面BCF;
(Ⅱ)设二面角E-BC-F的平面角为θ,求cosθ的值;
(Ⅲ)M为AD的中点,在DE上是否存在一点P,使得MP∥平面BCE?若存在,求出DP的长;若不存在,请说明理由.

网友回答

(Ⅰ)证明:以DA,DC,DE分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则B(4,4,0),
C(0,8,0),E(0,0,4),F(0,8,4),
∵,

∴BD⊥BC,BD⊥CF,且BC与CF相交于C,
∴BD⊥平面BCF.(3分)
(Ⅱ)解:∵BD⊥平面BCF,是平面BCF的一个法向量,
设平面BCE的一个法向量,
则? 取=(1,1,2),
则cosθ===.?(6分)
(Ⅲ)解:∵M(2,0,0),设P(0,0,a),(0≤a≤4),P为DE上一点,
则,
∵MP∥平面BCE,
∴?=(-2,0,a)?(1,1,2)=-2+2a=0?a=1.
∴当DP=1时,MP∥平面BCE.(9分)解析分析:(Ⅰ)以DA,DC,DE分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则B,C,E,F,利用,,然后证明BD⊥平面BCF.(Ⅱ)通过是平面BCF的一个法向量,设平面BCE的一个法向量,通过,求出,然后利用数量积求出cosθ的值.(Ⅲ)设P(0,0,a),(0≤a≤4),P为DE上一点,通过,求出a=1.推出MP∥平面BCE.点评:本题考查用空间向量求平面间的夹角,直线与平面平行的判定,直线与平面垂直的判定,考查空间想象能力,计算能力.
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