如图所示,直角梯形ACDE与等腰直角△ABC所在平面互相垂直,F为BC的中点,∠BAC=∠ACD=90°,AE∥CD,DC=AC=2AE=2.(I)求证:AF∥平面B

发布时间:2020-08-04 18:40:26

如图所示,直角梯形ACDE与等腰直角△ABC所在平面互相垂直,F为BC的中点,∠BAC=∠ACD=90°,AE∥CD,DC=AC=2AE=2.
(I)求证:AF∥平面BDE;
(Ⅱ)求二面角B-DE-C的余弦值.

网友回答

解:(I)取BD的中点P,连接EP,FP,则PF,∵,∴EAPF,
∴四边形AFPE是平行四边形,∴AF∥EP,
又∵EP?面BDE,AF?平面BDE,
∴AF∥面BDE.
(Ⅱ)以CA,CD所在直线分别作为x轴,z轴,以过C点和AB平行的直线作为y轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
由DC=AC=2AE=2,得A(2,0,0),B(2,2,0),E(2,0,1),D(0,0,2),
则,,
∵面ACDE⊥面ABC,面ACDE∩面ABC=AC,
AB⊥AC,∴AB⊥面ACDE,
∴是平面CDE的一个法向量,
设面BDE的一个法向量=(x,y,z),则,
∴,即,
整理,得,
令y=1,则z=2,x=1,∴是平面CDE的一个法向量,
故===,
由图形知二面角B-DE-C的平面角,
所以二面角B-DE-C的余弦值为.

解析分析:(I)取BD的中点P,连接EP,FP,则PF,由,知四边形AFPE是平行四边形,由此能够证明AF∥面BDE.(Ⅱ)以CA,CD所在直线分别作为x轴,z轴,以过C点和AB平行的直线作为y轴,建立空间直角坐标系,由DC=AC=2AE=2,得A(2,0,0),B(2,2,0),E(2,0,1),D(0,0,2),则,,,由面ACDE⊥面ABC,面ACDE∩面ABC=AC,AB⊥AC,知是平面CDE的一个法向量,由面BDE的一个法向量,能求出二面角B-DE-C的余弦值.

点评:本题考查直线与平面平行的证明,二查二面角的余弦值的求法,解题时要认真审题上,合理地化空间问题为平面问题,注意向量法的合理运用.
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