题目内容
(本小题满分13分)
如图,矩形ABCD和梯形BEFC所在平面互相垂直,BE∥CF且BE<CF,∠BCF=,AD=,EF=2.
(Ⅰ)求证: AE∥平面DCF;
(Ⅱ)若,且二面角A—EF—C的大小为,求的长。
如图,矩形ABCD和梯形BEFC所在平面互相垂直,BE∥CF且BE<CF,∠BCF=,AD=,EF=2.
(Ⅰ)求证: AE∥平面DCF;
(Ⅱ)若,且二面角A—EF—C的大小为,求的长。
(Ⅰ)证明见解析。
(Ⅱ)
(Ⅱ)
(Ⅰ)∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥DC . …… 1分
又∵ BE∥CF , AB∩BE=B,
∴平面ABE∥平面DCF …… 3分
又AE平面ABE,
∴AE∥平面DCF……… 5分
(II)过E作GE⊥CF交CF于G,
由已知 EG∥BC∥AD,且EG=BC=AD,
∴EG=AD=,又EF=2,∴GF=1…6分
∵四边形ABCD是矩形,∴DC⊥BC .
∵∠BCF=, ∴FC⊥BC,
又平面AC⊥平面BF,平面AC∩平面BF=BC,
∴FC⊥平面AC ,∴FC⊥CD . …………7分
分别以CB、CD、CF为轴建立空间直角坐标系.
∵BE=1,,∴ A(,,0),E(,0,1),F(0,0,2),
∴=(0,- ,1),=(-,0,1). …………8分
设平面AEF的法向量=(x,y,z),
得,∴="(" ,, ). ……10分
又=(0,,0)是平面CEF的一个法向量,
∴ ,即,得=.
∴当的值为时,二面角A—EF—C的大小为 …13分
又∵ BE∥CF , AB∩BE=B,
∴平面ABE∥平面DCF …… 3分
又AE平面ABE,
∴AE∥平面DCF……… 5分
(II)过E作GE⊥CF交CF于G,
由已知 EG∥BC∥AD,且EG=BC=AD,
∴EG=AD=,又EF=2,∴GF=1…6分
∵四边形ABCD是矩形,∴DC⊥BC .
∵∠BCF=, ∴FC⊥BC,
又平面AC⊥平面BF,平面AC∩平面BF=BC,
∴FC⊥平面AC ,∴FC⊥CD . …………7分
分别以CB、CD、CF为轴建立空间直角坐标系.
∵BE=1,,∴ A(,,0),E(,0,1),F(0,0,2),
∴=(0,- ,1),=(-,0,1). …………8分
设平面AEF的法向量=(x,y,z),
得,∴="(" ,, ). ……10分
又=(0,,0)是平面CEF的一个法向量,
∴ ,即,得=.
∴当的值为时,二面角A—EF—C的大小为 …13分
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