在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,AB的垂直平分线分别交AB,AC于D,E(图甲),沿DE将△ADE折起,使得平面ADE⊥平面BDEC(图乙)。(Ⅰ)若F是AB的中点,求证:CF∥平面
(Ⅰ)证明:取BD的中点为M,连接FM,CM,∵F为AB的中点,则MF∥AD,由题知△BCD为等边三角形, ∴CM⊥BD,又DE⊥BD, ∴CM∥DE,∴面CFM∥面ADE,CF面CMF,∴CF∥面ADE。 (Ⅱ)证明:由平面几何知识:BE⊥CD,AD⊥DE,平面ADE⊥平面BDEC, ∴AD⊥平面BDEC,∴AD⊥BE,∴BE⊥面ACD,BE面PBE,∴平面ACD⊥平面PBE。 (Ⅲ)解法一:由(Ⅱ)BE⊥面ACD,设BE∩CD=Q,由题知BE⊥CD,BE⊥PQ,∴PQC为二面角P-BE-C的平面角, AD=CD,∴∠ACD=45°,∴△ACD∽△CPQ,∠PQC=45°,∴二面角P-BE-C的大小为45°。解法二:建立空间直角坐标系{DE,DB,DA}, ,则,,∵AC⊥面PBE,AD⊥面BCED,设二面角P-BE-C的大小为θ,则,∴二面角P-BE-C的大小为45°。
题目简介
在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,AB的垂直平分线分别交AB,AC于D,E(图甲),沿DE将△ADE折起,使得平面ADE⊥平面BDEC(图乙)。(Ⅰ)若F是AB的中点,求证:CF∥平面
题目详情
(Ⅰ)若F是AB的中点,求证:CF∥平面ADE;
(Ⅱ)P是AC上任意一点,求证:平面ACD⊥平面PBE;
(Ⅲ)P是AC上一点,且AC⊥平面PBE,求二面角P-BE-C的大小.
答案
(Ⅰ)证明:取BD的中点为M,连接FM,CM,
面CMF,
面PBE,
,则
,
,
,
∵F为AB的中点,则MF∥AD,
由题知△BCD为等边三角形,
∴CM⊥BD,
又DE⊥BD,
∴CM∥DE,
∴面CFM∥面ADE,CF
∴CF∥面ADE。
(Ⅱ)证明:由平面几何知识:BE⊥CD,AD⊥DE,平面ADE⊥平面BDEC,
∴AD⊥平面BDEC,
∴AD⊥BE,
∴BE⊥面ACD,BE
∴平面ACD⊥平面PBE。
(Ⅲ)解法一:由(Ⅱ)BE⊥面ACD,设BE∩CD=Q,
由题知BE⊥CD,BE⊥PQ,
∴PQC为二面角P-BE-C的平面角, AD=CD,
∴∠ACD=45°,
∴△ACD∽△CPQ,∠PQC=45°,
∴二面角P-BE-C的大小为45°。
解法二:建立空间直角坐标系{DE,DB,DA},
∵AC⊥面PBE,AD⊥面BCED,
设二面角P-BE-C的大小为θ,
则
∴二面角P-BE-C的大小为45°。