题目内容
【题目】如图1,四边形ABCD为等腰梯形,AB=4,AD=DC=CB=2,△ADC沿AC折起,使得平面ADC⊥平面ABC,E为AB的中点,连接DE,DB(如图2).
(1)求证:BC⊥AD
(2)求直线DE与平面BCD所成的角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析(2)
【解析】
(1)证明AC⊥BC,结合平面ADC⊥平面ABC,推导出BC⊥平面ADC,然后证明BC⊥AD;
(2)取AC中点F,连结DF,EF,得到FA,FE,FD两两垂直,以FA,FE,FD所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,求出它们的法向量,设直线DE与平面BCD所成角为θ,利用向量求线面角即可.
(1)在图1中,作CH⊥AB于H,
则BH,AH,
∵BC=2,
∴CH,CA,所以,
∴AC⊥BC,
∵平面ADC⊥平面ABC,且平面ADC∩平面ABC=AC,
∴BC⊥平面ADC,
又AD平面ADC,
∴BC⊥AD.
(2)取AC中点F,连结DF,FE,
由题意知FA,FE,FD两两垂直,
以FA,FE,FD所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,如图,
E(0,,0),D(0,0,),C(,0,0),
(0,),(0,﹣2,0),(,0,),
设(x,y,
则,取x=1,(1,0,),
设直线DE与平面BCD所成的角为θ,
则sinθ=,
∴直线DE与平面BCD所成角的正弦值为.
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