题目内容

在如图所示的几何体中,AE⊥平面ABC,CD∥AE,F是BE的中点,AC=BC=1,∠ACB=90°,AE=2CD=2

(Ⅰ)证明DF⊥平面ABE;

(Ⅱ)求二面角A―BD―E的余弦值.

答案:
解析:

  解:解法一(Ⅰ)取的中点,连结

  因为,所以

  又因为,所以

  所以四边形是平行四边形,.  

  在等腰中,的中点,所以

  因为平面平面,所以

  而,所以平面

  又因为,所以平面.  

  (Ⅱ)因为平面平面,所以平面平面

  过点,则平面,所以

  过点,连结,则平面,所以

  所以是二面角的平面角.  

  在中,

  因为,所以是等边三角形.又,所以

  

  在中,

  所以二面角的余弦值是.  

  解法二 (Ⅰ)因为平面,所以平面

  故以为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则

  相关各点的坐标分别是

  .  

  所以

  因为

  所以.而,所以平面.  

  (Ⅱ)由(Ⅰ)知,

  设是平面的一个法向量,由

  .取,则

  设是平面的一个法向量,由

  .取,则

  设二面角的大小为,则

  故二面角的余弦值是.  


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