如图,在五面体ABCDEF中,四边形ABCD为矩形,对角线AC,BD的交点为O,△ABF和△DEC为等边三角形,棱EF∥BC,EF=BC,AB=1,BC=2,M为EF的中点,①求证:OM⊥平面ABCD;②求二面角E-CD-A的大小;③求点A到平面CDE的距离.
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(1)证明:取AB,CD的中点为P,Q.连接PQ,EQ,FP.则P,O,Q三点共线且PQ∥BC又因为EF∥BC所以有EF∥PQ且FP=EQ.所以EFPQ为等腰梯形.所以有MO⊥PQ,CD⊥EQ CD⊥PQ,PQ∩CQ=Q所以CD⊥平面EFPQ所以CD⊥MO,又CD和PQ相交,所以有MO⊥面ABCD(2)由(1)可知∠EQP为二面角E-CD-A的平面角过E点作EN⊥PQ于点N,则N为OQ的中点.cos∠EQP=(3)因为AB∥平面CDE所以P点到平面CDE的距离等于A点到平面CDE的距离.过点P作PH⊥EQ于点H,则PH^CD,又CD交EQ于Q.所以PH⊥平面CDE.所以PH的长为点P到平面CDE的距离.由cosDEQP=得 ,PH=PQsin∠EQP=
解析分析:(1)取AB,CD的中点为P,Q.连接PQ,EQ,FP.说明EFPQ为等腰梯形.证明CD⊥平面EFPQ推出CD⊥MO,又CD和PQ相交,即可证明MO⊥面ABCD(2)由(1)可知∠EQP为二面角E-CD-A的平面角,通过cos∠EQP=即可.(3)因为AB∥平面CDE所以P点到平面CDE的距离等于A点到平面CDE的距离.过点P作PH⊥EQ于点H,说明PH的长为点P到平面CDE的距离.由cosDEQP=,求出PH=PQsin∠EQP=.
点评:本题是中档题,考查直线与平面的垂直,空间线面关系、二面角的度量等知识,考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,以及空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力