已知三棱锥A-BCD中,∠BCD=90°,BC=CD=1,AB⊥平面BCD,∠ADB=60°,E,F分别是直线AC,AD

已知三棱锥A-BCD中,∠BCD=90°,BC=CD=1,AB⊥平面BCD,∠ADB=60°,E,F分别是直线AC,AD上的点,且[AE/AC]=[AF/AD]=λ.
(1)求二面角B-CD-A平面角的余弦值
(2)当λ为何值时,平面BEF⊥平面ACD.
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木易草稀 春芽

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解题思路:(1)由于AB⊥平面BCD,可得AB⊥CD,及∠BCD=90°,可得CD⊥平面ABC.于是AC⊥CD.可得∠ACD是二面角B-CD-A平面角的平面角.在Rt△BCD,BC=CD=1,可得BD=
2
.在Rt△ABD中,∠ADB=60°.可得AB=BD•tan60°=
6
.利用勾股定理可得AC=
AB2+BC2
=
7
.进而得到cos∠ACB.
(2)由(1)可知:BC⊥平面ACB,可得CD⊥BE.因此当BE⊥AC时,可得BE⊥平面ACD,满足平面BEF⊥ACD.当BE⊥AC时,由射影定理可得AB2=AE•AC,BC2=EC•AC,得到[AE/EC=
AB2
BC2]=
(
6
)2
12
=6.即可得到[AE/AC].

(1)∵AB⊥平面BCD,∴AB⊥CD,
∵∠BCD=90°,∴CD⊥BC.
又AB∩BC=B.∴CD⊥平面ABC.
∴AC⊥CD.
∴∠ACD是二面角B-CD-A平面角的平面角.
在Rt△BCD,BC=CD=1,∴BD=
2.
在Rt△ABD中,∠ADB=60°.∴AB=BD•tan60°=
6.
∴AC=
AB2+BC2=
7.
∴cos∠ACB=
BC
AC=
1

7=

7
7.
(2)由(1)可知:DC⊥平面ACB,∴CD⊥BE.
因此当BE⊥AC时,可得BE⊥平面ACD,∴平面BEF⊥ACD.
当BE⊥AC时,由AB2=AE•AC,BC2=EC•AC,
∴[AE/EC=
AB2
BC2]=
(

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;平面与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查了线面、面面垂直的判定与性质定理、二面角的平面角、勾股定理、射影定理、平行线分线段成比例定理等基础知识与基本方法,属于难题.

1年前

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