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上传人:樱花开在未开时 2022/6/21 文件大小:124 KB

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文档介绍

文档介绍:19.如图,在五面体ABCDE中,AD⊥平面ABC,AD∥BE,AD=2BE,AB=BC.
(1)求证:平面CDE⊥平面ACD;
(2)若,AC=2,五面体ABCDE的体积为,求直线CE与平面ABED所成角的正弦值.
19.如图,在五面体ABCDE中,AD⊥平面ABC,AD∥BE,AD=2BE,AB=BC.
(1)求证:平面CDE⊥平面ACD;
(2)若,AC=2,五面体ABCDE的体积为,求直线CE与平面ABED所成角的正弦值.
【分析】(1)若O是AC中点,连接OB,作Oz∥AD,根据题设可得Oz,OB,AC两两垂直,构建空间直角坐标系,令AD=2BE=2a,OB=c,OA=OC=b并确定点坐标,求面CDE、面ACD的法向量,应用空间向量夹角的坐标表示即可证结论.
(2)根据已知体积,结合棱锥的体积公式求出AD,BE,进而求面ABED的法向量、直线CE的方向向量,应用空间向量夹角的坐标表示求线面角的正弦值.
【解答】证明:(1)若O是AC中点,连接OB,作Oz∥AD,由AB=BC知:OB⊥AC,
因为AD⊥面ABC,则Oz⊥面ABC,又OB,AC⊂面ABC,
所以Oz⊥OB,Oz⊥AC,
综上,Oz,OB,AC两两垂直,故可构建如下图示的空间直角坐标系O﹣xyz,
令AD=2BE=2a,OB=c,OA=OC=b,则 D(0,﹣b,2a),C(0,b,0),E(c,0,a),
所以,
若=(x,y,z) 是面CDE的一个法向量,即,令z=b,则=(0,a,b),
又 是面ACD的一个法向量,则,
所以面CDE⊥面ACD.
解:(2)由AD⊥面ABC,AD⊂面ABED,则面ABED⊥面ABC,故C到面 ABED的距离,即为△ABC中AB上的高,
因为,则,故,
所以AB上的高.
又AB⊂面ABC,则AD⊥AB,而AD∥BE,有BE⊥AB,AD=2BE,
所以ABED为直角梯形,令AD=2BE=2a,则,
综上,,故a=1.
由 (1)知:,
所以 ,
若是面ABED的一个法向量,即,令m=﹣1,则,
而 ,则,
所以直线CE与平面ABED所成角的正弦值为.
19.(12分)在边长为2的菱形ABCD中,∠BAD=60°,点E是边AB的中点(如图1),将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,连接A1B,A1C,得到四棱锥A1﹣BCDE(如图2).
(1)证明:平面A1BE⊥平面BCDE;
(2)若A1E⊥BE,连接CE,求直线CE与平面A1CD所成角的正弦值.
20.(12分)如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1的侧面BB1C1C是菱形,∠ABB1=∠ABC.
(1)求证:B1C⊥平面ABC1;
(2)若BB1=B1C=2,AB=AC1,且二面角B1﹣AB﹣C为直二面角,求三棱锥C1﹣ABB1的体积.
【分析】(1)只需证明以B1C垂直平面ABC1内相交二直线BC1和AO即可;(2)作二面角
B1﹣AB﹣C的平面