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如图,四边形ABCD中(图1),E是BC的中点,DB=2,DC=1,,.将(图1...

如图,四边形ABCD中(图1),E是BC的中点,DB=2,DC=1,manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网.将(图1)沿直线BD折起,使二面角A-BD-C为60°(如图2)
(1)求证:AE⊥平面BDC;
(2)求异面直线AB与CD所成角的余弦值;
(3)求点B到平面ACD的距离.

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(1)取BD中点M,连接AM,ME.因,故AM⊥BD,因 DB=2,DC=1,满足:DB2+DC2=BC2,所以△BCD是BC为斜边的直角三角形,BD⊥DC,因E是BC的中点,所以ME为△BCD的中位线,由此能够证明AE⊥平面BDC. (2)以M为原点MB为x轴,ME为y轴,建立空间直角坐标系由B(1,0,0),,,D(-1,0,0),C(-1,1,0),知,由此能法度出异面直线AB与CD所成角. (3)由,知满足,,是平面ACD的一个法向量,由此能求出点B到平面ACD的距离. 【解析】 (1)如图1取BD中点M,连接AM,ME.因. ∴AM⊥BD(3)…(1分) 因 DB=2,DC=1,满足:DB2+DC2=BC2, 所以△BCD是BC为斜边的直角三角形,BD⊥DC, 因E是BC的中点,所以ME为△BCD的中位线, ∴ME⊥BD,…(2分) ∴∠AME是二面角A-BD-C的平面角, ∴∠AME=60°…(3分) ∵AM⊥BD,ME⊥BD且AM、ME是平面AME内两相交于M的直线 ∴BD⊥平面AEM∵AE⊂平面AEM, ∴BD⊥AE…(4分) 因.,DB=2, ∴△ABD为等腰直角三角形, ∴, ∴AE2+ME2=1=AM2, ∴AE⊥ME…(6分) ∴BD∩ME,BD⊂面BDC,ME⊂面BDC, ∴AE⊥平面BDC…(7分) (2)如图2,以M为原点MB为x轴,ME为y轴,建立空间直角坐标系,(8分) 则由(1)及已知条件可知B(1,0,0),,, D(-1,0,0),C(-1,1,0), ,…(9分) 设异面直线AB与CD所成角为θ, 则…(10分) ==.…(11分) (3)由, 可知满足,,是平面ACD的一个法向量,…(12分) 记点B到平面ACD的距离d, 则在法向量方向上的投影绝对值为d 则…(13分), 所以d=…(14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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