如图,在矩形ABCD中,点E,F分别在线段AB,AD上,AE=EB=AF=FD=4。沿直线EF将△AEF翻折成△A′EF,使平面A′EF⊥平面BEF。(Ⅰ)求二面角A′-FD-C的余弦值;(Ⅱ)点M,

题目简介

如图,在矩形ABCD中,点E,F分别在线段AB,AD上,AE=EB=AF=FD=4。沿直线EF将△AEF翻折成△A′EF,使平面A′EF⊥平面BEF。(Ⅰ)求二面角A′-FD-C的余弦值;(Ⅱ)点M,

题目详情

如图,在矩形ABCD中,点E,F分别在线段AB,AD上, AE=EB=AF=FD=4。沿直线EF将△AEF翻折成△A′EF,使平面A′EF⊥平面BEF。
(Ⅰ)求二面角A′-FD-C的余弦值;
(Ⅱ)点M,N分别在线段FD,BC上,若沿直线MN将四边形MNCD向上翻折,使C与A′重合,求线段FM的长。
题型:解答题难度:中档来源:同步题

答案

解:(1)取线段EF的中点H,连接A′H,
因为A′E=A′F及H是EF的中点,
所以A′H⊥EF
又因为平面A′EF⊥平面BEF,及A′H平面A′EF,
所以A′H⊥平面BEF
如图建立空间直角坐标系A-xyz,
则A′(2,2,2),C(10,8,0),F(4,0,0),D(10,0,0)
=(-2,2,2),=(6,0,0)
设n=(x,y,z)为平面A′FD的一个法向量,
所以
取z=
则n=(0,-2,
又平面BEF的一个法向量m=(0,0,1),
故cos〈n,m〉=
所以二面角的余弦值为
(2)设FM=x,则M(4+x,0,0),
因为翻折后,C与A′重合,
所以CM=A′M,
故(6-x)2+82+02=(-2-x)2+22+(2)2,得x=
经检验,此时点N在线段BC上
所以FM=

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