解答题多面体ABCDE中,△ABC为正三角形,ACED为梯形,AD∥CE,AD⊥AC,

发布时间:2020-07-09 08:23:06

解答题多面体ABCDE中,△ABC为正三角形,ACED为梯形,AD∥CE,AD⊥AC,AD=AC=2CE=2,BD=2.
(1)判断直线BD与AE是否垂直,说明理由.
(2)求E点到平面ABD的距离.
(3)求平面ABC与平面BDE所成锐角二面角的大小.

网友回答

解(1)AB=AD=2,BD=2,
AB2+AD2=BD2,AD⊥AB.
AD⊥AC,得AD⊥面ABC.
取AC中点F,连接BF,则BF⊥AC,
AD⊥BF,得BF⊥面ACE.
在RT△ACE 中,∠CAE+∠AEC=90°,
又△DAF≌△ACE,∠AFD=∠AEC,∴∠CAE+∠AFD=90°
得AE⊥FD,又FD是BD在面ACEF上的射影,
∴BD⊥AE.
(2)VE-ABD=VB-ADE,?h?S△ABD=?BE?S△ADE
即?h??2?2=??2
h=,求E点到平面ABD的距离为.
(3)延长AC交DE延长线于G,连接BG.


在△ABG中,BC=AC=CG,∴∠ABG=90°,即 AB⊥BG,
在△DBG中,DB=,ED=,BG2=BF2+FG2=3+9=12,DB2+BG2=DG2,∴∠DBG=90°,即DB⊥BG,
∴∠DBA即为平面ABC与平面BDE所成锐角二面角的平面角,∠DBA=45°.
平面ABC与平面BDE所成锐角二面角的大小为45°.解析分析:(1)取AC中点F,连接BF,在先证得AD⊥面ABC的基础上,得出BF⊥面ACE,FD是BD在面ACEF上的射影,在证出AE⊥FD后,由三垂线定理,得出BD⊥AE.(2)利用等体积法,VE-ABD=VB-ADE,?h?S△ABD=?BE?S△ADE计算(3)延长AC交DE延长线于G,连接BG.可以证明∠DBA即为平面ABC与平面BDE所成锐角二面角的平面角,在△BAD中求解即可.点评:本题考查空间直线位置关系的判断,点面距、二面角的大小计算.等体积法求点面距的好处在于不用作出点到面的垂线段.对于无棱二面角求解,可适当延展平面,使两半平面交线出现,增加直观性,便于计算.? 考查空间形象能力、计算、转化能力.空间问题转化为平面问题是解决空间几何体最核心的思想方法.
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