如图所示,正三角形ABC的边长为4,CD是AB边上的高,E、F分别是AC和BC边的中点,现将△ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B,(1)试判断直线AB与平面DEF的位置关系,并说明理由;(2)求-

题目简介

如图所示,正三角形ABC的边长为4,CD是AB边上的高,E、F分别是AC和BC边的中点,现将△ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B,(1)试判断直线AB与平面DEF的位置关系,并说明理由;(2)求-

题目详情

如图所示,正三角形ABC的边长为4,CD是AB边上的高,E、F分别是AC和BC边的中点,现将△ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B,
(1)试判断直线AB与平面DEF的位置关系,并说明理由;
(2)求二面角E-DF-C的余弦值;
(3)在线段BC上是否存在一点P,使AP⊥DE?证明你的结论。
题型:解答题难度:中档来源:北京模拟题

答案

解:(1)在△ABC中,E、F分别是AC、BC的中点,
∴EF∥AB,
又AB平面DEF,EF平面DEF,
∴AB∥平面DEF。
(2)∵AD⊥CD,BD⊥CD,
∴∠ADB是二面角A-CD-B的平面角,
∴AD⊥BD,AD⊥平面BCD,
如图,取CD的中点M,连接EM,则EM∥AD,
∴EM⊥平面BCD,
过M作MN⊥DF于点N,连接EN,则EN⊥DF,
∴∠MNE是二面角E-DF-C的平面角,
易知,在Rt△EMN中,EM=1,

(3)在线段BC上存在点P,使AP⊥DE,
证明如下:如图(甲),在线段BC上取点P,使
过P点作PQ⊥CD于点Q,连接AQ,
∴PQ⊥平面ACD,
∴PQ⊥DE,
,且AD=2,
∴∠DAQ=30°,
又△ADE为等边三角形,
∴AQ⊥DE,
又AQ∩PQ=Q,
∴DE⊥平面APQ,
∵AP平面APQ,
∴AP⊥DE.

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