如图,△ABC内接于圆O,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,DC⊥平面ABC,AB=2,已知AE与平面ABC所成的角为θ,且tanθ=。(Ⅰ)证明:平面ACD⊥平面ADE;(Ⅱ)记AC=x

题目简介

如图,△ABC内接于圆O,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,DC⊥平面ABC,AB=2,已知AE与平面ABC所成的角为θ,且tanθ=。(Ⅰ)证明:平面ACD⊥平面ADE;(Ⅱ)记AC=x

题目详情

如图,△ABC内接于圆O,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,DC⊥平面ABC,AB=2,已知AE与平面ABC所成的角为θ,且tanθ=
(Ⅰ)证明:平面ACD⊥平面ADE;
(Ⅱ)记AC=x,V(x)表示三棱锥A-CBE的体积,求V(x)的表达式;
(Ⅲ)当V(x)取得最大值时,求二面角D-AB-C的大小。
题型:解答题难度:中档来源:0103 期末题

答案

(Ⅰ)证明:∵四边形DCBE为平行四边形,
∴CD∥BE,BC∥DE,
∵DC⊥平面ABC,BC平面ABC,
∴DC⊥BC,
∵AB是圆O的直径,
∴BC⊥AC且DC∩AC=C,
∴BC⊥平面ADC,
∵DE∥BC,∴DE⊥平面ADC,
又∵DE平面ADE,
∴平面ACD⊥平面ADE。
(Ⅱ)解:∵DC⊥平面ABC,
∴BE⊥平面ABC,
∴∠EAB为AE与平面ABC所成的角,即∠EAB =θ,
在Rt△ABE中,由,AB=2得
在Rt△ABC中,
(0<x<2),

(0<x<2)。

(Ⅲ)解:由(Ⅱ)知0<x<2,要取得最大值,
当且仅当取得最大值,
当且仅当
时,“=”成立,
∴当取得最大值时,,这时△ACB为等腰直角三角形,
连结CO,DO,
∵AC=BC,DC=DC,

∴AD=DB,
又∵O为AB的中点,
∴CO⊥AB,DO⊥AB,
∴∠DOC为二面角D-AB-C的平面角,
在Rt△DCO中,∵

∴∠DOC =60°,
即当取得最大值时,二面角D-AB-C为60°。

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