题目内容
(满分14分)如图,在四面体ABCD中,O、E分别是BD、BC的中点,
(Ⅰ)求证:平面BCD;
(Ⅱ)求异面直线AB与CD所成角的余弦值;
(Ⅲ)求点E到平面ACD的距离.
(Ⅰ)求证:平面BCD;
(Ⅱ)求异面直线AB与CD所成角的余弦值;
(Ⅲ)求点E到平面ACD的距离.
⑴证明:见解析; (2). (3).
(1)因为AB=AD,O为BD的中点,所以下面再根据勾股定理证即可.
(II)先找出异面直线所成的角是解本小题的关键.取AC的中点M,连结OM、ME、OE,由E为BC的中点知,∴ 直线OE与EM所成的锐角就是异面直线AB与CD所成的角.然后再把角放在三角形OEM中求解即可.
(III)本小题求点到平面的距离可以利用体积法求解.设点E到平面ACD的距离为
然后根据求解.
⑴证明:连结OC … 1分
,. ……… 2分
在中,由已知可得 … 3分
而, … 4分
即 ……… 5分
∴平面. ……… 6分
方法一:⑵解:取AC的中点M,连结OM、ME、OE,由E为BC的中点知,
∴ 直线OE与EM所成的锐角就是异面直线AB与CD所成的角,…… 8分
在中,
是直角斜边AC上的中线,∴ ……………9分
∴ ………… 10分
∴异面直线AB与CD所成角的余弦值为. ………………………… 11分
⑶.解:设点E到平面ACD的距离为., …12分
在中,,,而,.
∴, ∴点E到平面ACD的距离为…14分
方法二:(2)解:以O为原点,如图建立空间直角坐标系,则
, …… 9分
∴ 异面直线AB与CD所成角的余弦值为.…… 10分
(3)解:设平面ACD的法向量为则
,∴,
令得是平面ACD的一个法向量.又
∴点E到平面ACD的距离 .…14分
(II)先找出异面直线所成的角是解本小题的关键.取AC的中点M,连结OM、ME、OE,由E为BC的中点知,∴ 直线OE与EM所成的锐角就是异面直线AB与CD所成的角.然后再把角放在三角形OEM中求解即可.
(III)本小题求点到平面的距离可以利用体积法求解.设点E到平面ACD的距离为
然后根据求解.
⑴证明:连结OC … 1分
,. ……… 2分
在中,由已知可得 … 3分
而, … 4分
即 ……… 5分
∴平面. ……… 6分
方法一:⑵解:取AC的中点M,连结OM、ME、OE,由E为BC的中点知,
∴ 直线OE与EM所成的锐角就是异面直线AB与CD所成的角,…… 8分
在中,
是直角斜边AC上的中线,∴ ……………9分
∴ ………… 10分
∴异面直线AB与CD所成角的余弦值为. ………………………… 11分
⑶.解:设点E到平面ACD的距离为., …12分
在中,,,而,.
∴, ∴点E到平面ACD的距离为…14分
方法二:(2)解:以O为原点,如图建立空间直角坐标系,则
, …… 9分
∴ 异面直线AB与CD所成角的余弦值为.…… 10分
(3)解:设平面ACD的法向量为则
,∴,
令得是平面ACD的一个法向量.又
∴点E到平面ACD的距离 .…14分
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