解答题如右图,已知ABCD为正方形,AE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,AD=DF

发布时间:2020-07-09 08:38:13

解答题如右图,已知ABCD为正方形,AE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,AD=DF=2AE=2.
(1)求证:平面BEF⊥平面BDF;
(2)求点A到平面BEF的距离;
(3)求平面BEF与平面BCD所成的二面角的大小.

网友回答

解:(1)连AC交BD于O,取BF的中点G,连EG
∵,∴
∴四边形AOGE是平行四边形∴
∵DF⊥平面ABCD
∴DF⊥AO又AO⊥BD
∴AO⊥平面BDF
∴EG⊥平面BDF
∵EG?平面BEF
∴平面BEF⊥平面BDF

(2)由(1)知AO∥EG
∴AO∥平面BEF
∴O到平面BEF的距离就是A到平面BEF的距离
过O作OH⊥BF于H
∵平面BEF⊥平面BDF∴OH⊥平面BEF
∵∴∴
即点A到平面BEF的距离为.

(3)设平面BEF与平面BCD所成的角为θ

∴平面BEF与平面BCD所成的二面角的大小为:解析分析:对于(1),要证明平面BEF⊥平面BDF,只需在平面平面BEF内找一条直线垂直于平面平BDF即可,而AE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,故连接AC交BD于O,取BF的中点G,连EG,只证EG垂直于平面BDF,而AO垂直于平面BDF,只证EG∥AO即可;对于(2),由EG∥AO,AO∥平面BEF,O到平面BEF的距离就是A到平面BEF的距离,由面面垂直的性质定理,只需过O向BF作垂线,利用相似三角形求出此垂线段的长度即可;对于(3),由(1)、(2)知:平面ABD为平面BEF的射影,由射影定理容易求二面角的余弦值,从而可求.点评:本题考查面面垂直的判定,点到面的距离,以及二面角的求法,要注意将面面垂直转化为线面垂直,点到平面距离问题中的点的转化,二面角平面角求法中的射影定理的应用.
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