题目内容

(2007,安徽,17)如下图,在六面体ABCD-中,四边形ABCD是边长为2的正方形,四边形是边长为1的正方形,⊥平面,⊥平面ABCD,.

(1)求证:与AC共面,与BD共面;

(2)求证:平面⊥平面;

(3)求二面角A--C的大小(用反三角函数值表示).

答案:略
解析:

解析:

解法一(向量法):以D为原点,以DA,DC,所在直线分别为x轴,Y轴,z轴建立空间直角坐标系D-xyz如图,则有A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),(1,0,2),(1,1,2),(0,1,2),(0,0,2).

(1),

,

.

与平行,与平行,

于是与AC共面,与BD共面.

(2),

,

,

与DB是平面内的两条相交直线,∴AC⊥平面.

又平面过AC,

∴平面⊥平面.

(3),

.设为平面的法向量,

,

于是,取,

则.

设为平面的法向量,

,

.

于是取,

则.

.

∴二面角的大小为.

解法二(综合法):(1)平面,平面ABCD,

∴,平面∥平面ABCD.

于是.

设E,F分别为DA,DC的中点,连结EF,,

有

,

于是,

由DE=DF=1,得,故,与AC共面.

过点作平面ABCD于点O,则,连结OE,0F,于是.

.

.

所以点O在BD上,故与DB共面.

(2)平面ABCD,,又(正方形的对角线互相垂直),与BD是平面内的两条相交直线,∴AC⊥平面.

又平面过AC,

∴平面平面.

(3)∵直线DB是直线在平面ABCD上的射影,

AC⊥DB,根据三垂线定理,有.

过点A在平面内作于M,连结MC,MO,则平面AMC,于是,

所以,是二面角的一个平面角.根据勾股定理,有

.

,有,

,

二面角的大小为.


练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网