题目内容

【题目】在如图所示的多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,AC=AD=CD=DE=2,AB=1,G为AD中点,F是CE的中点.

(1)证明:BF∥平面ACD;
(2)求平面BCE与平面ACD所成锐二面角的大小;
(3)求点G到平面BCE的距离.

【答案】
(1)证明:以D点为原点建立如图所示的空间直角坐标系,

使得x轴和z轴的正半轴分别经过点A和点E,则各点的坐标为D(0,0,0),B(2,0,1),E(0,0,2),C(1, ,0),F( ,1),

=( ,0)

又∵ =(0,0,2)为平面ACD的一个法向量

=0

∴BF∥平面ACD


(2)解:设平面BCE的法向量为 =(x,y,z),

,且

=(1, ,1), =(﹣1, ,2)得

不妨设y= ,则 =(1, ,2)

又∵ =(0,0,2)为平面ACD的一个法向量

∴所求角θ满足cosθ=

∴平面BCE与平面ACD所成锐二面角的大小为


(3)解:由已知G点坐标为(1,0,0),

=(﹣1,0,﹣1),

由(2)平面BCE的法向量为 =(1, ,2)

∴所求距离d=| |=


【解析】(1)建立空间坐标系,求出直线BF的方向向量和平面ACD的法向量,根据两个向量垂直可得线面平行;(2)分别求出平面BCD与平面ACD的法向量,代入向量夹角公式,求出两个向量夹角的余弦值,进而可得二面角的大小(3)求出BG的方向向量的坐标,进而根据公式可得点G到平面BCE的距离.

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