题目内容

(本小题满分12分) 如图,圆柱的轴截面ABCD是正方形,点E在底面圆周上,点F在DE上,且AF⊥DE,若圆柱的底面积与△ABE的面积之比等于π.

(Ⅰ)求证:AF⊥BD;

(Ⅱ)求直线DE与平面ABCD所成角的正切值.

(Ⅰ)因为AD⊥平面ABE,所以 AD⊥BE.

又AE⊥BE,AD∩AE=A,所以BE⊥平面ADE.                                 (3分)

因为AF平面ADE,所以BE⊥AF.

又AF⊥DE,所以AF⊥平面BDE,故AF⊥BD.                                  (6分)

(Ⅱ)过点E作EO⊥AB,垂足为O.

因为平面ABE⊥平面ABCD,所以EO⊥面ABCD.

连结OD,则∠ODE为直线DE与平面ABCD所成的角.                           (8分)

设圆柱的底半径为r,则其底面积为,[来源:Zxxk.Com]

△ABE的面积为.

由已知,,则OE=r,

所以点O为圆柱底面圆的圆心.                                                 (10分)

在Rt△OAD中,,在Rt△DOE中  .

故直线DE与平面ABCD所成角的正切值为.                                  (12分)


解析:

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