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=


(Ⅰ)求证: AE∥平面DCF;
(Ⅱ)若




(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

∴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=

∵四边形ABCD是矩形,∴DC⊥BC .
∵∠BCF=

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,




∴




设平面AEF的法向量

得






又


∴




∴当





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