如图,在多面体ABCD-EF中,四边形ABCD为正方形,EF∥AB,EF⊥EA,AB=2EF,∠AED=90°,AE=ED,H为AD的中点.(Ⅰ)求证:EH∥平面FA

发布时间:2020-07-31 12:13:16

如图,在多面体ABCD-EF中,四边形ABCD为正方形,EF∥AB,EF⊥EA,AB=2EF,∠AED=90°,AE=ED,H为AD的中点.
(Ⅰ)求证:EH∥平面FAC;
(Ⅱ)求证:EH⊥平面ABCD;
(Ⅲ)求二面角A-FC-B的大小.

网友回答

(Ⅰ)证明:AC∩BD=O,连接HO,FO
因为ABCD为正方形,所以O是AC中点,
又H是AD中点,
所以,,
所以EF∥OH且EF=OH,
所以四边形EHOF为平行四边形,
所以EH∥FO,
又因为FO?平面FAC,EH?平面FAC.
所以EH∥平面FAC.…(4分)
(Ⅱ)证明:因为AE=ED,H是AD的中点,所以EH⊥AD…(6分)
又因为AB∥EF,EF⊥EA,所以AB⊥EA
又因为AB⊥AD,所以AB⊥平面AED,
因为EH?平面AED,所以AB⊥EH,…(8分)
所以EH⊥平面ABCD.…(9分)
(Ⅲ)解:AC,BD,OF两两垂直,建立如图所示的坐标系,设EF=1,则AB=2,,,F(0,0,1)…(10分)
设平面BCF的法向量为,,
所以?…(11分)
平面AFC的法向量为…(12分).???????????????????????…(13分)
二面角A-FC-B为锐角,所以二面角A-FC-B等于.…(14分)
解析分析:(Ⅰ)证明线面平行,只需证明EH平行于平面FAC中的一条直线,设AC∩BD=O,连接HO,FO,证明EH∥FO即可;(Ⅱ)证明线面垂直,只需证明EH垂直于平面ABCD内的一条直线,利用证明AB⊥平面AED,即可证得;(Ⅲ)根据AC,BD,OF两两垂直,建立空间直角坐标系,求出平面BCF的法向量、平面AFC的法向量,利用向量的夹角公式,即可求二面角A-FC-B的大小.

点评:本题考查线面平行、线面垂直,考查面面角,解题的关键是熟练运用线面平行与垂直的判定,掌握求平面法向量的方法.
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