题目内容

解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.

如图,在直二面角D-AB-E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE

(1)

求证:AE⊥平面BCE

(2)

求二面角B-AC-E的大小

(3)

求点D到平面ACE的距离.

答案:
解析:

(1)

∵BF⊥平面ACE,∴BF⊥AE,

∵二面角D-AB-E为直二面角,且CB⊥AB.

∴BC⊥平面ABE∴BC⊥AE∴AE⊥平面BCE.----3分

(2)

连结BD交AC于G,连结FG.正方形ABCD的边长为2,∴BG⊥AC,BG=

∵BF⊥平面ACE,∴BF⊥AC,∴AC⊥平面BFG,∴AC⊥FG,∴∠BGF是二面角B-AC-E的平面角.----------3分

由(1)AE⊥平面BCE,∴AE⊥EB.又∵AE=EB,∴在等腰三角形AEB中,

BE=,∵Rt△BCE中,EC=,BF=

∴Rt△BFG中,sin∠BGF=,∴二面角B-AC-E等于arcsin-------2分

(3)

过E作EO⊥AB于O,OE=1.∵二面角D-AB-E为直二面角,∴EO⊥平面ABCD

设D到平面ACE的距离为h,,∴------2分

∵AE⊥平面BCE,∴AE⊥EB,∴h=.----------2分


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