题目内容
【题目】如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=2,E是CD的中点,现以AE为折痕将△DAE向上折起,D变为D',使得平面D'AE⊥平面ABCE.
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(1)求证:平面ABD'⊥平面BD'E;
(2)求直线CE与平面BCD'所成角的正弦值.
【答案】(1)见解析(2)
.
【解析】
(1)证明AE⊥BE,BE⊥AD',结合D′E⊥AD′,推出AD′⊥面BD′E,然后明面ABD′⊥面BD′E.
(2)建立空间直角坐标系,求出平面BCD′的法向量,利用空间向量的数量积求解直线CE与平面BCD'所成角的正弦值即可.
(1)证明:AE=BE
,AB=4,
∴AB2=AE2+BE2,∴AE⊥BE,
∵平面D′AE⊥平面ABCE,且交线为AE,
∴BE⊥平面D'AE,又
平面
,∴BE⊥AD',
又D′E⊥AD′,AE∩D′E=E,∴AD′⊥面BD′E,∵AD′面ABD′,
∴面ABD′⊥面BD′E.
(2)解:取
中点为
,连接
,因为
,则
,又平面D′AE⊥平面ABCE,且交线为AE,所以
平面ABCE,
如图建立空间直角坐标系,
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则A(4,2,0)、C(0,0,0)、B(0,2,0)、
,E(2,0,0),
从而
(2,0,0),
,
.
设
为平面BCD′的法向量,
则
,取
,则
,
,所以
.
,
故直线CE与平面
所成角的正弦值为
.
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