(2012•株洲模拟)如图,正△ABC的边长为4,CD是AB边上的高,E,F分别是AC和BC边的中点,现将△ABC沿CD

(2012•株洲模拟)如图,正△ABC的边长为4,CD是AB边上的高,E,F分别是AC和BC边的中点,现将△ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B.

(1)试判断直线AB与平面DEF的位置关系,并说明理由;
(2)求二面角E-DF-C的余弦值;
(3)在线段BC上是否存在一点P,使AP⊥DE?如果存在,求出[BP/BC]的值;如果不存在,请说明理由.
安琪拉的天堂 1年前 已收到1个回答 举报

sxhaitao 幼苗

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解题思路:(1)要证明线面平行,在平面内找到一条可能与已知直线平行的直线,观察到平面BEF中三条已知直线中,EF可能与AB平行,故可以以此为切入点进行证明.
(2)要求二面角的余弦,找出二面角的平面角,然后通过解三角形,求出这个平面角的余弦值,进而给出二面角的余弦值.
(3)线线垂直可由线面垂直的性质推得,直线和平面垂直,这条直线就垂直于平面内所有直线,这是寻找线线垂直的重要依据.垂直问题的证明,其一般规律是“由已知想性质,由求证想判定”,也就是说,根据已知条件去思考有关的性质定理;根据要求证的结论去思考有关的判定定理,往往需要将分析与综合的思路结合起来.

(1)AB∥平面DEF,理由如下
如图:在△ABC中,由E、F分别是AC、BC中点,得EF∥AB,
又AB⊄平面DEF,EF⊂平面DEF.
∴AB∥平面DEF.
(2)∵AD⊥CD,BD⊥CD
∴∠ADB是二面角A-CD-B的平面角
∴AD⊥BD
∴AD⊥平面BCD
取CD的中点M,这时EM∥AD
∴EM⊥平面BCD
过M作MN⊥DF于点N,连接EN,则EN⊥DF
∴∠MNE是二面角E-DF-C的平面角
在Rt△EMN中,EM=1,MN=

3
2,EN=

7
2,所以cos∠MNE=

21
7.
∴tan∠MNE=

3
2,
sin∠MNE
cos∠MNE=

3
2,
sin2∠MNE
cos 2∠MNE=
3
4
∴cos∠MNE=

21
7

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;空间中直线与直线之间的位置关系;空间中直线与平面之间的位置关系.

考点点评: 本题考查的知识点是空间中直线与平面之间的位置关系,直线与平面所成的角,其中熟练掌握线面平行的判定定理,线面垂直、线线垂直、面面垂直之间的相互转化及线面夹角的定义,是解答本题的关键.

1年前

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