如图1,已知矩形ABCD,AB=2AD=2a,E是CD边的中点,以AE为棱,将△DAE向上折起,将D变到D′的位置,使面D′AE与面ABCE成直二面角(图2).
(1)求直线D′B与平面ABCE所成的角的正切值;
(2)求证:AD′⊥BE;??
(3)求点C到平面AE?D′的距离.
网友回答
解??(1)∵D′-AE-B是直二面角,∴平面D′AE⊥平面ABCE.
作D′O⊥AE于O,连?OB,
∴D′O⊥平面ABCE.?????????????
∴∠D′BO是直线D′B与平面ABCE所成的角.
∵D′A=D′E=a,且D′O⊥AE于O,∠AD′E=90°
∴O是AE的中点,
AO=OE=D′O=a,∠D′AE=∠BAO=45°.…(2分)
∴在△OAB中,OB==a.
∴在直角△D′OB中,tan∠D′BO==.…(4分)
(2)连接BE
∵∠AED=∠BEC=45°,∴∠BEA=90°,即BE⊥AE于E.
∵D′O⊥平面ABCE,∴D′O⊥BE,…(6分)
∴BE⊥平面AD′E,∴BE⊥AD′.…(8分)
(3)C点到平面AE?D′的距离是B到平面AE?D′的一半即BE=a…(12分)
解析分析:(1)根据二面角的定义,作D′O⊥AE于O,连?OB,可得∠D′BO是直线D′B与平面ABCE所成的角,解直角△D′OB,即可求出直线D′B与平面ABCE所成的角的正切值;(2)连接BE,则BE⊥AE于E,由线面垂直的性质,由(1)中结论D′O⊥平面ABCE,可得D′O⊥BE,结合线面垂直的判定定理,证得BE⊥平面AD′E后,易得AD′⊥BE;??(3)由已知E是CD边的中点,可得C点到平面AE?D′的距离是B到平面AE?D′的一半,由(2)结论可知BE长即为B到平面AE?D′的距离,进而得到