题目内容

如图所示,在矩形ABCD中,AB=,BC=3,沿对角线BD将△BCD折起,使点C移到C′点,且C′在平面ABD上的射影O恰在AB上.?

(1)求证:BC′⊥平面AC′D;?

(2)求点A到平面BC′D的距离;?

(3)求直线AB与平面BC′D所成角的大小.

(1)证明:∵点C′在平面ABC上的射影O在AB上,∴C′O⊥?平面ABD,故斜线BC′在平面ABD上的射影为AB.∵DA⊥AB,∴DA⊥BC′(三垂线定理).?

又∵BC⊥CD,∴BC′⊥C′D.?

∵DA∩C′D=D,∴BC′⊥平面AC′D.?

(2)解析:如图所示,过A作AH⊥C′D于H,∵BC′⊥平面AC′D,∴BC′⊥AH.?

∴AH⊥平面BC′D.故AH的长就是A点到平面BC′D的距离.?

∵DA⊥AB,DA⊥BC,∴DA⊥平面ABC′.∴DA⊥AC′.?

在Rt△AC′B中,?

AC′=,?

在Rt△BC′D中,C′D=CD=.?

在Rt△C′AD中,由面积关系,得AH=,即点A到平面BC′D的距离.?

另法:(等积代换法)点A到平面BC′D的距离看成以A为顶点,以△BC′D为底面的三棱锥的高,利用等积代换思想有VA—BC′D =VC′—ABD?.设点A到平面BC′D的距离为d,又?C′D?⊥面ABD,?

∴C′O是三棱锥C′—ABD的高.?

∴S△BC′D?·d=S△ABD?·C′O.?

∴d=.?

由平面图形和立体图形知BC′⊥C′D,??

∴C′B=BC=3,C′D=AB=.?

∴BD==6.?

∴S△BC′D?=×3×3.?

又∵DA⊥AB于A,?

∴DA=3,AB=3.?

∴S△ABD?=×3×3.?

又由(1)知C′B⊥平面AC′D,?

∴C′B⊥C′A.?

又AB=3,C′B=3,∴C′A=.?

∴C′O=.?

∴d=.?

∴点A到平面BC′D的距离为.?

(3)解析:连结BH,?

∵AH⊥平面BC′D,?

∴BH是AB在平面BC′D上的射影.故∠ABH就是直线AB与平面BC′D所成的角.?

在Rt△AHB中,sin∠AHB=.?

∴∠AHB=arcsin.?

∴直线AB与平面BC′D所成角的大小为arcsin.

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