如图,四边形ABCD是矩形,BC⊥平面ABEF,四边形ABEF是梯形∠EFA=∠FAB=90°,EF=FA=AD=1,点M是DF的中点,.(Ⅰ)求证:BF∥平面AMC

发布时间:2020-08-01 02:38:18

如图,四边形ABCD是矩形,BC⊥平面ABEF,四边形ABEF是梯形∠EFA=∠FAB=90°,EF=FA=AD=1,点M是DF的中点,.
(Ⅰ)求证:BF∥平面AMC;
(Ⅱ)求二面角B-AC-E的余弦值.

网友回答

(Ⅰ)证明:连接BD,交AC于点G,∴点G是BD的中点.
∵点M是DF的中点,∴MG是△BDF的中位线.∴BF∥MG.
∵MG?平面AMC,BF?平面AMC,∴BF∥平面AMC.…(5分)
(Ⅱ)解:∵四边形ABEF是梯形,∠EFA=∠FAB=90°,∴AB⊥AF
又四边形ABCD是矩形,∴AD⊥AB,又AD∩AF=A,∴AB⊥面ADF
又BC∥AD,∴CD⊥面ADF,∴CD⊥DF.
在Rt△CDM中,,
由CD2+DM2=CM2,可求得AB=CD=2…(6分)
以A为原点,以AF,AB,AD分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系.…(7分)

∴A(0,0,0),C(0,2,1),E(1,1,0),F(1,0,0),
∴,,.
设平面ACE的法向量,
∴,,∴
令x=1,则y=-1,z=2,∴.
又是平面ACB的法向量,∴=.
如图所示,二面角B-AC-E为锐角,
∴二面角B-AC-E的余弦值是.…(13分)
解析分析:(Ⅰ)连接BD,交AC于点G,利用三角形中位线的性质,可得BF∥MG,利用线面平行的判定,可得BF∥平面AMC;(Ⅱ)以A为原点,以AF,AB,AD分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,确定,平面ACE的法向量,利用向量的夹角公式,即可求得二面角B-AC-E的余弦值.

点评:本题考查线面平行,考查面面角,解题的关键是正确运用线面平行的判定,利用空间向量解决空间角问题,属于中档题.
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