题目内容
如图,在几何体ABCDE中,四边形ABCD是矩形,AB
平面BEG,BE
EC,AB=BE=EC=2,G,F分别是线段BE,DC的中点.
(1)求证:GF
平面ADE
(2)求平面AEF与平面BEC所成锐二面角的余弦值.
解法一:(1)如图,取AE的中点H,连接HG,HD,
又G是BE的中点,
,
又F是CD中点,
,
由四边形ABCD是矩形得,
,
所以
.
从而四边形HGFD是平行四边形,
,
又
,所以
.
(2)如图,在平面BEG内,过点B作
,因为![]()
又因为AB
平面BEC,所以AB
BE,AB
BQ
以B为原点,分别以
的方向为x轴,y轴,z轴的正方向
建立空间直角坐标系,则A(0,0,2),B(0,0,0),E(2,0,0),F(2,2,1)
因为AB
平面BEC,所以
为平面BEC的法向量,
设
为平面AEF的法向量.又![]()
由
取
得
.
从而![]()
所以平面AEF与平面BEC所成锐二面角的余弦值为
.
解法二:(1)如图,取AB中点M,连接MG,MF,
又G是BE的中点,可知GM
AE,
又
,
所以GM
平面ADE.
在矩形ABCD中,由M,F分别是AB,CD的中点得MF
AD.
又
,所以
.
又因为
,![]()
所以![]()
平面ADE,
因为
,所以![]()
(2)同解法一.
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