已知如图1,在梯形ABCD中,AD∥BC,、F分别为线段AB、CD的动点,且EF∥BC,G是BC的中点,沿EF将梯形ABCD翻折,使平面AEFD⊥平面EBCF(如图2

发布时间:2020-07-31 22:50:23

已知如图1,在梯形ABCD中,AD∥BC,、F分别为线段AB、CD的动点,且EF∥BC,G是BC的中点,沿EF将梯形ABCD翻折,使平面AEFD⊥平面EBCF(如图2).
(1)当AE为何值时,BD⊥EG;
(2)在(1)的条件下,求BD与平面ABF所成角的大小.

网友回答

解:(1)沿EF将梯形ABCD翻折后,以EF所在直线为x轴,以EB所在直线为y轴,以EA所在的直线为z轴,建立空间坐标系,设EA=t,t∈(0,2).
则A(0,0,t ),B(2-t,0,0 ),D(0,1,t),G(2-t,1,0).
∴=(t-2,1,t),=(2-t,1,0).
∵BD⊥EG,
∴=0,即-(t-2)2+1=0,解得 t=1 或t=3(舍去).
故EA=1.
(2)在(1)的条件下,A(0,0,1 ),B( 1,0,0 ),F(0,,0 ),D(0,1,1 ),
=(-1,1,1),=(-1,0 1),=(-1,,0?).
设平面ABF的法向量为=(a,b,1),由=0,=0,解得 a=-1,b=1,故 =(-1,1,1).
设BD与平面ABF所成角为θ,则 sinθ=cos<,>===,
∴θ=arcsin .???
解析分析:(1)沿EF将梯形ABCD翻折后,建立空间坐标系,设EA=t,t∈(0,2),求出和的坐标,由BD⊥EG,得=0,解方程求得t的值.(2)在(1)的条件下,求出、的坐标,设出平面ABF的法向量为的坐标,由=0,=0,解得的坐标,设BD与平面ABF所成角为θ,则由sinθ=cos<,>=,运算求得结果,即可得到θ的值.

点评:本题主要考查直线和平面所成的角的定义和求法,两个向量坐标形式的运算,两个向量夹角公式的应用,体现了等价转化和数形结合的数学思想,属于中档题.
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