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如图,AB为圆O的直径,点E、F在圆O上,且AB∥EF,矩形ABCD所在的平面和...

如图,AB为圆O的直径,点E、F在圆O上,且AB∥EF,矩形ABCD所在的平面和圆O所在的平面互相垂直,且AB=2,AD=EF=1,FC的中
点为M.
(1)求证:OM∥平面DAF;
(2)求二面角A-CF-E的大小;
(3)求三棱锥O-MEF的体积.

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(1)设DF的中点为N,由三角形中位线定理,我们易确定MNAO为平行四边形,进而OM∥AN,再由线面平行的判定定理我们可得OM∥平面DAF; (2)取EF的中点G,CD的中点H,连接OG,OH,在O为坐标原点,建立空间坐标系,分别求出平面ACF的一个法向量和平面CEF的一个法向量,代入向量夹角公式,即可求出二面角A-CF-E的大小; (3)取BF的中点Q,连接MQ,由已知可证得MQ为三棱锥M-OEF的高,求出底面△OEF的面积,代入棱锥的体积公式,即可求出三棱锥O-MEF的体积. 证明:(1)设DF的中点为N,则 则MNAO,MNAO为平行四边形, ∴OM∥AN, 又AN⊂平面DAF,OM⊄平面DAF, ∴OM∥平面DAF.…(4分) (2)取EF的中点G,CD的中点H,连接OG,OH,在O为坐标原点,建立空间坐标系,如图示: 由已知中AB=2,AD=EF=1, 则A(0,-1,0),B(0,1,0),C(0,1,1),D(0,-1,1),E(,,0),F(,-,0), ∴=(,-,-1),=(0,2,1),=(0,-1,0) 设向量=(a,b,c)为平面ACF的法向量,则⊥,⊥ 即 即向量=(,1,-2)为平面ACF的一个法向量 设向量=(x,y,z)为平面CEF的一个法向量,则⊥,⊥ 即 即向量=(1,0,)为平面CEF的一个法向量, 设钝二面角为θ,则 cosθ== ∴二面角A-CF-E的大小为:…(8分) (3)∵VO-MEF=VM-OEF 取BF的中点Q,连接MQ, 则MQ∥BC,且MQ=BC= ∵矩形ABCD所在的平面和圆O所在的平面互相垂直, ∴BC⊥平面圆O(ABEF) ∴MQ⊥平面圆O(ABEF) 即MQ是棱锥M-OEF的高 又∵S△OEF= ∴三棱锥O-MEF的体积为.…(12分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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