题目内容
(本小题满分13分)
已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,△ACD为等腰直角三角形,AC⊥AD,且AD=DE=2AB,F为CD中点.
(Ⅰ)求证:平面BCE⊥平面CDE;
(Ⅱ)求直线BF和平面BCE所成角的正弦值.
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【答案】
(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)直线
和平面
所成角的正弦值为
.
【解析】(I)利用向量法证明先建立空间直角坐标系,求出两个面的法向量,再证两个法向量垂直即可.
(II)利用向量法求线面角,设直线BF和平面BCE所成角为
,平面BCE的法向量为
,则利用
求值即可.
以
为原点,
、
、
分别为
轴建立空间直角坐标系,如图所示.
……1分
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设
,因为
为等腰直角三角形,
,且
,
所以
,
,
,
, ……2分
所以
,
,
,
. ……分
(Ⅰ)设平面
的法向量为
,则由
,得
,
令
,则
. ……5分
设平面
的法向量为
,则由
,得
,
令
,则
. ……7分
所以
,所以平面![]()
平面
. ……8分
(Ⅱ)因为
为
中点,所以
,
.
则
. ……11分
设直线
和平面
所成角为
,则![]()
所以直线
和平面
所成角的正弦值为
. ……15分
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