如图,在矩形ABCD中,点E为边AD上的点,点F为边CD的中点,AB=AE=23AD,现将△ABE沿BE边折至△PBE位置,且
如图,在矩形ABCD中,点E为边AD上的点,点F为边CD的中点,AB=AE=23AD,现将△ABE沿BE边折至△PBE位置,且平面PBE⊥平面BCDE.(Ⅰ)求证:平面P...
如图,在矩形ABCD中,点E为边AD上的点,点F为边CD的中点,AB=AE=23AD,现将△ABE沿BE边折至△PBE位置,且平面PBE⊥平面BCDE.(Ⅰ) 求证:平面PBE⊥平面PEF;(Ⅱ) 求二面角E-PF-C的大小.
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解答:(I)证明:在Rt&△DEF中,
∵ED=DF,∴∠DEF=45°,
在Rt△ABE中,∵AE=AB,∴∠AEB=45°,
∴∠BEF=90°,∴EF⊥BE,(3分)
∵平面PBE⊥平面BCDE,且平面PBE∩平面BCDE=BE,
∴EF⊥平面PBE,
∵EF?平面PEF,
∴平面PBE⊥平面PEF.(6分)
(II)解:由题意,不妨设AD=3,
以D为原点,以DC方向为x轴,以ED方向为y轴,
以与平面EBCD向上的法向量同方向为z轴,建立坐标系.(7分)
∵在矩形ABCD中,点E为边AD上的点,点F为边CD的中点,AB=AE=
AD,
∴E(0,?1,0),P(1,?2,
),F(1,0,0),C(2,0,0),
∴
=(1,?1,
),
=(?1,?2,
),
=(0,?2,
).
设平面PEF和平面PCF的法向量分别为
=(x1,y1,z1),
=(x2,y2,z2).
由
1?
=0及
1?
=0,
得到
,∴
=(1,?1,?
).
又由
?
=0及
∵ED=DF,∴∠DEF=45°,
在Rt△ABE中,∵AE=AB,∴∠AEB=45°,
∴∠BEF=90°,∴EF⊥BE,(3分)
∵平面PBE⊥平面BCDE,且平面PBE∩平面BCDE=BE,
∴EF⊥平面PBE,
∵EF?平面PEF,
∴平面PBE⊥平面PEF.(6分)
(II)解:由题意,不妨设AD=3,
以D为原点,以DC方向为x轴,以ED方向为y轴,
以与平面EBCD向上的法向量同方向为z轴,建立坐标系.(7分)
∵在矩形ABCD中,点E为边AD上的点,点F为边CD的中点,AB=AE=
2 |
3 |
∴E(0,?1,0),P(1,?2,
2 |
∴
EP |
2 |
CP |
2 |
FP |
2 |
设平面PEF和平面PCF的法向量分别为
n1 |
n2 |
由
n |
EP |
n |
FP |
得到
|
n1 |
2 |
又由
n2 |
CP |
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