题目内容

【题目】如图所示的几何体是由以等边三角形ABC为底面的棱柱被平面DEF所截而得,已知FA⊥平面ABC,AB=2,AF=2,BD=1,CE=3,O为BC的中点.

(1)求证:面EFD⊥面BCED;

(2)求平面DEF与平面ACEF所成锐二面角的余弦值.

【答案】(1)见解析;(2).

【解析】试题分析:(1)取DE的中点G,以O为原点,OC为x轴,OA为y轴,OG为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能证明平面DEF⊥平面BCED.(2)求出平面DEF的一法向量和平面ACEF的一法向量,利用向量法能求出平面DEF与平面ACEF相交所成锐角二面角的余弦值.

试题解析:

(1)取DE的中点G,以O为原点,OC为x轴,OA为y轴,OG为z轴,建立空间直角坐标系,如图,

则A(0,,0)、B(0,﹣1,0)、C(1,0,0)、D(﹣1,0,1),E(1,0,3)、F(0,,2)、G(0,0,2),

=(2,0,2),=(1,,1),

设平面DEF的一法向量=(x,y,z),

则,取x=1,则y=0,z=﹣1,

∴=(1,0,﹣1),

平面BCED的一法向量为=(0,1,0),

∵=0,

∴平面DEF⊥平面BCED.

(2)由(1)知平面DEF的一法向量=(1,0,﹣1),

设平面ACEF的一法向量=(a,b,c),

=(1,﹣,0),=(0,0,2),

则,取b=1,得=(),

cos<>===,

∴平面DEF与平面ACEF相交所成锐角二面角的余弦值为.

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