如图,在多面体ABCDEF中,四边形ABCD是正方形,EF//AB,EF⊥FB,AB=2EF,∠BFC=90°,BF=FC,H为BC中点
(1)求证:FH//平面EDB(2)求证:AC⊥平面EDB(3)求二面角B-DE-C的大小 展开
(1)令AC、BD对角线交点为O,连接OH
则OH//AB且OH=1/2AB
而EF//AB且AB=2EF
则EF//OH且EF=OH
即OHFE为平行四边形
于是FH//OE
而OE⊂平面EDB
所以FH//平面EDB
(2)显然AC⊥BD(正方形对角线性质)
因AB⊥BC(正主形性质),又EF//AB
则EF⊥BC
而EF⊥FB,且BC∩FB=平面BFC
则EF⊥平面BFC
而FH⊂平面BFC,则EF⊥FH
而由(1)知OHFE为平行四边形,则OHFE为矩形
于是FH⊥OH,又BF=FC,H为BC中点
易知FH⊥BC(三线合一)
而OH∩BC=平面ABCD
则FH⊥平面ABCD
而由(1)知FH//OE
则OE⊥平面ABCD
又AC⊂平面ABCD,则OE⊥AC
因OE∩BD=平面EDB
所以AC⊥平面EDB
(3)过O作OG⊥DE,交DE于G,连接GC
因AC⊥平面EDB,而ED⊂平面EDB
则ED⊥AC
而GC∩AC=平面OGC
则ED⊥平面OGC
又GC⊂平面OGC,则ED⊥GC
所以∠OGC为二面角B-DE-C的平面角
在RT⊿ODE中,OG*DE=OD*OE(面积相等)
则OG=OD*OE/DE
显然OG⊥AC(因AC⊥平面EDB,而OG⊂平面EDB)
在RT⊿OGC中,tan∠OGC=OC/OG
所以tan∠OGC=(DE*OC)/(OD*OE)=DE/OE(注意到OC=OD)
令AB=2
易知OE=FH=1
而DE=BF=√3(三线合一)
所以tan∠OGC=√3
即∠OGC=60°
那个。。。大神,有没有用向量的办法做的,因为我们现在高二,正在学空间直角坐标系,so。。。。。。你懂得!!
完事后再多给你点分,谢谢了,跪拜啊!!~~
本题大部分过程都用不上向量和空间直角坐标系,只是在计算∠OGC时,可以在建立适当的空间直角坐标系后,确定相关点的坐标,然后用空间两点间距离公式计算相关线段的长度;至于向量,也仅仅只是利用向量数量积求向量夹角。因此,我觉得空间坐标系也好,向量也好,它们只是解决数学问题的工具,必要的时候才去用它们,很简单的几何问题就不必考虑这些方法了。