解答题如图,正方形ADEF所在平面和等腰梯形所在平面ABCD垂直,已知BC=2AD=4

发布时间:2020-07-09 07:02:34

解答题如图,正方形ADEF所在平面和等腰梯形所在平面ABCD垂直,已知BC=2AD=4,∠ABC=60°,BF⊥AC.
(Ⅰ)求证:AC⊥面ABF;
(Ⅱ)求异面直线BE与AF所成的角;
(Ⅲ)?求该几何体的表面积.

网友回答

(1)证明:因为面ADEF⊥面ABCD,AF⊥交线AD,AF?面ADEF,
所以AF⊥面ABCD.(2分)
故??AF⊥AC,又??BF⊥AC,AF∩BF=F.
所以AC⊥面ABF.…(4分)
(2)解:由(1)得AF,AB,AC两两互相垂直,
故可以以A点为坐标原点,
建立如图空间直角坐标系A-xyz,
∵BC=2AD=4,∠ABC=60°,BF⊥AC.
∴,F(0,0,2).…(6分)
,,
cos<>===.
即异面直线BE与AF所成的角的余弦值为.…(8分)
(3)解:由(1)知AF⊥面ABCD,所以AF⊥AB,又AB=BCcos60°=2,
所以△ABF的面积.…(9分)
同理△CDE的面积S2=2,等腰梯形BCEF的上底长为2,下底长为4,两腰长均为,则它的高为,
所以其面积.…(10分)
等腰梯形ABCD的上底长为2,下底长为4,两腰长均为2,
则它的高为,
所以其面积.…(11分)
故该几何体的表面积.…(12分)解析分析:(1)因为面ADEF⊥面ABCD,AF⊥交线AD,AF?面ADEF,所以AF⊥面ABCD由此能够证明AC⊥面ABF.(2)由(1)得AF,AB,AC两两互相垂直,故可以以A点为坐标原点,建立如图空间直角坐标系A-xyz,则,,由向量法能求出异面直线BE与AC所成的角的余弦值.(3)由(1)知AF⊥面ABCD,所以AF⊥AB,又AB=BCcos60°=2,所以△ABF的面积.同理△CDE的面积S2=2,等腰梯形BCEF的上底长为2,下底长为4,两腰长均为,则它的高为,等腰梯形ABCD的上底长为2,下底长为4,两腰长均为2,它的高为,由此能求出该几何体的表面积.点评:本题考查AC⊥面ABF的证明,求异面直线BE与AF所成的角,求该几何体的表面积.解题时要认真审题,合理地化空间几何问题为平面几何问题,注意向量法的灵活运用.
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