(2014?青岛二模)如图,在四棱锥E-ABCD中,底面ABCD为正方形,AE⊥平面CDE,已知AE=DE=2,F为线段DE的中
(2014?青岛二模)如图,在四棱锥E-ABCD中,底面ABCD为正方形,AE⊥平面CDE,已知AE=DE=2,F为线段DE的中点.(Ⅰ)求证:BE∥平面ACF;(Ⅱ)求...
(2014?青岛二模)如图,在四棱锥E-ABCD中,底面ABCD为正方形,AE⊥平面CDE,已知AE=DE=2,F为线段DE的中点.(Ⅰ)求证:BE∥平面ACF;(Ⅱ)求二面角C-BF-E的平面角的余弦值.
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解答:(Ⅰ)证明:连结BD和AC交于O,连结OF,…(1分)
∵ABCD为正方形,∴O为BD中点,
∵F为DE中点,∴OF∥BE,…(3分)
∵BE?平面ACF,OF?平面ACF,
∴BE∥平面ACF.…(4分)
(Ⅱ)解:∵AE⊥平面CDE,CD?平面CDE,
∴AE⊥CD,∵ABCD为正方形,∴CD⊥AD,
∵AE∩AD=A,AD,AE?平面DAE,∴CD⊥平面DAE,
∵DE?平面DAE,∴CD⊥DE…(6分)
∴以D为原点,以DE为x轴建立如图所示的坐标系,
则E(2,0,0),F(1,0,0),A(2,0,2),D(0,0,0)
∵AE⊥平面CDE,DE?平面CDE,∴AE⊥DE,∵AE=DE=2,
∴AD=2
,∵ABCD为正方形,∴CD=2
,∴C(0,2
,0),
由ABCD为正方形可得:
=
+
=(2,2
,2),∴B(2,2
,2)
设平面BEF的法向量为
=(x1,y1,z1),
=(0,?2
,?2),
=(1,0,0)
由
?
,
令y1=1,则z1=?
∵ABCD为正方形,∴O为BD中点,
∵F为DE中点,∴OF∥BE,…(3分)
∵BE?平面ACF,OF?平面ACF,
∴BE∥平面ACF.…(4分)
(Ⅱ)解:∵AE⊥平面CDE,CD?平面CDE,
∴AE⊥CD,∵ABCD为正方形,∴CD⊥AD,
∵AE∩AD=A,AD,AE?平面DAE,∴CD⊥平面DAE,
∵DE?平面DAE,∴CD⊥DE…(6分)
∴以D为原点,以DE为x轴建立如图所示的坐标系,
则E(2,0,0),F(1,0,0),A(2,0,2),D(0,0,0)
∵AE⊥平面CDE,DE?平面CDE,∴AE⊥DE,∵AE=DE=2,
∴AD=2
2 |
2 |
2 |
由ABCD为正方形可得:
DB |
DA |
DC |
2 |
2 |
设平面BEF的法向量为
n1 |
BE |
2 |
FE |
由
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|
令y1=1,则z1=?
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