解答题已知几何体A-BCDE的三视图如图所示,其中俯视图和侧视图都是腰长为4的等腰直角三角形,正视图为直角梯形.
(1)若几何体A-BCDE的体积为16,求实数a的值;
(2)若a=1,求异面直线DE与AB所成角的余弦值;
(3)是否存在实数a,使得二面角A-DE-B的平面角是45°,若存在,请求出a值;若不存在请说明理由.
网友回答
解:(1)由该几何体的三视图知AC⊥面BCED,
且EC=BC=AC=4,BD=a,
∵几何体A-BCDE的体积为16,
∴,
解得a=2;
(2)解一:过点B作BF∥ED交EC于F,连接AF,
则∠FBA或其补角即为异面直线DE与AB所成角,
在△BAF中,,,
∴;
即异面直线DE与AB所成角的余弦值为.
解二:以C为原点,以CA、CB、CE所在直线为x、y、z轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则A(4,0,0),B(0,4,0),D(0,4,1),E(0,0,4),
得,,
,
又异面直线DE与AB所成角为锐角,
可得异面直线DE与AB所成角的余弦值为.
(3)以C为原点,以CA、CB、CE所在直线为x、y、z轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则A(4,0,0),B(0,4,0),D(0,4,a),E(0,0,4),
平面BDE的法向量,
平面ADE的法向量,,,
由,
可得,
,
∵a=4.
此时,与正视图为直角梯形条件不符,所以舍去,
因此不存在实数a,使得二面角A-DE-B的平面角是45°.解析分析:(1)由该几何体的三视图知AC⊥面BCED,且EC=BC=AC=4,BD=a,由几何体A-BCDE的体积为16,构造关于a的方程解方程可得