
(2011?宁波模拟)如图1,直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,E,F分别为边AD和BC上的点,且EF∥AB,AD
(2011?宁波模拟)如图1,直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,E,F分别为边AD和BC上的点,且EF∥AB,AD=2AE=2AB=4FC=4,将四边形E...
(2011?宁波模拟)如图1,直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,E,F分别为边AD和BC上的点,且EF∥AB,AD=2AE=2AB=4FC=4,将四边形EFCD沿EF折起如图2的位置,使AD=AE.(Ⅰ)求证:BC∥平面DAE;(Ⅱ)求四棱锥D-AEFB的体积;(Ⅲ)求面CBD与面DAE所成锐二面角的余弦值.
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(I)证明:∵直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,E,F分别为边AD和BC上的点,且EF∥AB,
∴CF∥DE,FB∥AE
又∵BF∩CF=F,AE∩DE=E,CF、FB?面CBF,DE、AE?面DAE
∴面CBF∥面DAE…(2分)
又BC?面CBF,所以BC∥平面DAE…(3分)
(II)取AE的中点H,连接DH
∵EF⊥ED,EF⊥EA,ED∩EA=E
∴EF⊥平面DAE又DH?平面DAE,
∴EF⊥DH
∴AE=ED=DA=2,
∴DH⊥AE,DH=
,又AE∩EF=E
∴DH⊥面AEFB…(5分)
所以四棱锥D-AEFB的体积V=
×
×2×2=
…(6分)
(III)如图以AE中点为原点,AE为x轴建立空间直角坐标系
则A(-1,0,0),D(0,0,
),B(-1,-2,0),E(1,0,0),F(1,-2,0)
因为
=
,
所以C(
,-2,
)…(8分)
易知
是平面ADE的一个法向量,
=
∴CF∥DE,FB∥AE
又∵BF∩CF=F,AE∩DE=E,CF、FB?面CBF,DE、AE?面DAE
∴面CBF∥面DAE…(2分)
又BC?面CBF,所以BC∥平面DAE…(3分)
(II)取AE的中点H,连接DH
∵EF⊥ED,EF⊥EA,ED∩EA=E
∴EF⊥平面DAE又DH?平面DAE,
∴EF⊥DH
∴AE=ED=DA=2,
∴DH⊥AE,DH=
3 |
∴DH⊥面AEFB…(5分)
所以四棱锥D-AEFB的体积V=
1 |
3 |
3 |
4
| ||
3 |
(III)如图以AE中点为原点,AE为x轴建立空间直角坐标系
则A(-1,0,0),D(0,0,
3 |
因为
CF |
1 |
2 |
DE |
所以C(
1 |
2 |
| ||
2 |
易知
BA |
BA |
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