如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=30°,∠ABC=90°,D为AC中点,AE⊥BD于E,延长AE交BC于F,将△ABD沿BD折起,
如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=30°,∠ABC=90°,D为AC中点,AE⊥BD于E,延长AE交BC于F,将△ABD沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,如图2所示...
如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=30°,∠ABC=90°,D为AC中点,AE⊥BD于E,延长AE交BC于F,将△ABD沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,如图2所示.(Ⅰ)求证:AE⊥平面BCD;(Ⅱ)求二面角A-DC-B的余弦值.(Ⅲ)在线段AF上是否存在点M使得EM∥平面ADC?若存在,请指明点M的位置;若不存在,请说明理由.
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解答:(Ⅰ)证明:∵平面ABD⊥平面BCD,交线为BD,
又在△ABD中,AE⊥BD于E,AE?平面ABD
∴AE⊥平面BCD.(3分)
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)结论AE⊥平面BCD,∴AE⊥EF.
由题意知EF⊥BD,又AE⊥BD.
如图,以E为坐标原点,分别以EF,ED,EA所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系E-xyz,(4分)
不妨设AB=BD=DC=AD=2,则BE=ED=1.
由图1条件计算得,AE=
,BC=2
,BF=
则E(0,0,0),D(0,1,0),B(0,?1,0),A(0,0,
),F(
,0,0),C(
,2,0),
=(
,1,0),
=(0,1,?
).
∵AE⊥平面BCD,∴平面DCB的法向量为
=(0,0,
).(6分)
设平面ADC的法向量为
=(x,y,z),
则
,即
又在△ABD中,AE⊥BD于E,AE?平面ABD
∴AE⊥平面BCD.(3分)
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)结论AE⊥平面BCD,∴AE⊥EF.
由题意知EF⊥BD,又AE⊥BD.
如图,以E为坐标原点,分别以EF,ED,EA所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系E-xyz,(4分)
不妨设AB=BD=DC=AD=2,则BE=ED=1.
由图1条件计算得,AE=
3 |
3 |
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3 |
则E(0,0,0),D(0,1,0),B(0,?1,0),A(0,0,
3 |
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3 |
3 |
DC |
3 |
AD |
3 |
∵AE⊥平面BCD,∴平面DCB的法向量为
EA |
3 |
设平面ADC的法向量为
n |
则
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