题目内容
如图,两矩形
ABCD,ABEF所在平面互相垂直,DE与平面ABCD及平面ABEF所成角分别为30°、45°,M、N分别为DE与DB的中点,且MN=1.![]()
(1)求证:MN丄平面ABCD
(2)求线段AB的长;
(3)求二面角A-DE-B的平面角的正弦值.
解析:
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解:(Ⅰ)证明:∵平面ABCD⊥平面ABEF,且平面ABCD EB⊥AB ∴EB⊥平面ABCD 又MN∥EB ∴MN⊥面ABCD (3分) (Ⅱ)由(Ⅰ)可知∠EDB为DE与平面ABCD所成的角 ∴∠EDB=30o 又在Rt△EBD中,EB=2MN=2,∠EBD=90o ∴DE= 连结AE,可知∠DEA为DE与平面ABEF所成的角 ∴∠DEA=45o (5分) 在Rt△DAE中,∠DAE=90o ∴AE=DE cos∠DEA=2 在Rt△ABE中, (Ⅲ)方法一:过B作BO⊥AE于O点,过O作OH⊥DE于H,连BH ∵AD⊥平面ABEF BO ∴BO⊥平面ADE ∴OH为BH在平面ADE内的射影 ∴BH⊥DE 即∠BHO为所求二面角的平面角 (9分) 在Rt△ABE中,BO= 在Rt△DBE中,由BH·DE=DB·OE得BH= ∴sin∠BHO= 方法二:由题设及(Ⅰ)可得AF⊥AB,AF⊥AD,AB⊥AD 如图分别以射线AF、AB、AD为x、y、z轴建立空间直角坐标系A-xyz 由(Ⅱ)知,AF=BE=2,AB=EF=CD=2,AD=BC=2
∴A(0,0,0) B(0,2,0) C(0,2,2 在正方形ABEF中,BF⊥AE,又AD⊥平面ABEF ∴BF⊥平面ADE ∴ 设平面BDE的法向量为 由 取z=1得平面BDE的一个法向量为 设二面角A-DE-B的大小为α 则 ∴
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