题目内容

【题目】已知平面五边形是轴对称图形(如图1),BC为对称轴,AD⊥CD,AD=AB=1,,将此五边形沿BC折叠,使平面ABCD⊥平面BCEF,得到如图2所示的空间图形,对此空间图形解答下列问题.

(1)证明:AF∥平面DEC;

(2)求二面角的余弦值.

【答案】见解析

【解析】(1)如图,过D作DG⊥BC于点G,连接GE,

因为BC为对称轴,所以AB⊥BC,则有AB∥DG,又AB平面ABF,

所以DG∥平面ABF,同理EG∥平面ABF.又DG∩EG=G,所以平面DGE∥平面ABF.

又平面AFED∩平面ABF=AF,平面AFED∩平面DGE=DE,所以AF∥DE,

又DE平面DEC,所以AF∥平面DEC.

(2)如图,过G作GH⊥AD于点H,连接HE.由(1)知EG⊥BC,又平面ABCD⊥平面BCEF,平面ABCD∩平面BCEF=BC,所以EG⊥平面ABCD,所以EG⊥AD.

又EG∩HG=G,所以AD⊥平面EHG,则AD⊥HE,

则∠EHG即为二面角的平面角.

由AD⊥CD,AD=AB=1,,得G为BC的中点,,,.

因为为直角三角形,所以,

则二面角的余弦值为.

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