如图(1),在直角梯形?ABCD?中,AB∥CD,∠C=90°,CD=2AB=2,∠D=60°,E为DC中点,将四边形ABCE绕直线AE旋转90°得到四边形AB′C′

发布时间:2020-08-01 03:13:37

如图(1),在直角梯形?ABCD?中,AB∥CD,∠C=90°,CD=2AB=2,∠D=60°,E为DC中点,将四边形ABCE绕直线AE旋转90°得到四边形AB′C′E,
如图(2).
(I)求证:EA⊥B′B;
(II)线段B′C′上是否存在点M,使得EM∥平面DB′B,若存在,确定点M的位?置;若不存在,请说明理由;
(III)求平面CB′D与平面BB′A所成的锐二面角的大小.

网友回答

解:(Ⅰ)证明:∵CD=CD=2AB=2,∴CE=AB,又AB∥CD,且∠C=90°,∴四边形ABCD为矩形.∴AB⊥EA,EA⊥AB′,又AB∩B′=A,∴EA⊥平面ABB′,
∵BB′?平面ABB′,∴EA⊥B′B;
(Ⅱ)解:存在.当M为B′C′的中点时,EM∥平面DB′B.理由如下:设AE与BD交于N,连结B′N.
∵AB∥DE且AB=DE,
∴四边形ABED为平行四边形,∴N为AE的中点.
∵M为B′C′中点,四边形AB′C′E为矩形,∴MB′∥EN,MB′=EN.
∴四边形MB′NE为平行四边形,∴EM∥B′N,
又∵EM?平面DBB′,B′N?平面DBB′,
∴EM∥平面DB′B.
(Ⅲ)解:由(Ⅰ)知DH⊥底面AB′C′E⊥平面ABCD,建立空间直角坐标系,E-xyz,如图所示
则D(1,0,0),B′0,,1),E(0,0,0),C(-1,0,0)
所以=(-1,,1),=(-2,0,0)
设面DCB′的法向量为=(x,y,z),则,?
不妨设=(0,1,)…(10分)
设面AB′B的法向量=(0,1,0),
所以cos==
所以平面CB′D与平面BB′A所成的锐二面角的大小为60°…(12分).

解析分析:(I)通过证明EA⊥平面ABB′,然后证明EA⊥B′B;(II)存在.当M为B′C′的中点时,EM∥平面DB′B.利用直线与平面平行的判定定理证明即可;(III)通过建立空间直角坐标系,求出平面CB′D与平面BB′A的法向量,利用斜率的数量积求出两个平面所成的锐二面角的大小.

点评:本题考查直线与平面的垂直与平行的判定定理的应用,二面角的求法,考查空间想象能力与计算能力.
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