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如图正方形ADEF与梯形ABCD所在的平面互相垂直,AD⊥CD,AB∥CD, A...

manfen5.com 满分网如图正方形ADEF与梯形ABCD所在的平面互相垂直,AD⊥CD,AB∥CD,
AB=AD=2,CD=4,M为CE的中点.
(I)求证:BM∥平面ADEF;
(Ⅱ)求证:平面BDE⊥平面BEC;
(Ⅲ)求平面BEC与平面ADEF所成锐二面角的余弦值.
(I)取DE中点N,连接MN,AN,由三角形中位线定理,结合已知中AB∥CD,AB=AD=2,CD=4,易得四边形ABMN为平行四边形,所以BM∥AN,再由线面平面的判定定理,可得BM∥平面ADEF; (II)由已知中正方形ADEF与梯形ABCD所在的平面互相垂直,易得ED⊥平面ABCD,进而ED⊥BC,由勾股定理,我们易判断出△BCD中,BC⊥BD,由线面垂直的判定定理可得BC⊥平面BDE,再由面面垂直的判定定理,即可得到平面BDE⊥平面BEC; (III)以D为原点,DA,DC,DE所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,分别求出平面BEC与平面ADEF的法向量,代入向量夹角公式,即可求出平面BEC与平面ADEF所成锐二面角的余弦值. 证明:(I)取DE中点N,连接MN,AN 在△EDC中,M、N分别为EC,ED的中点,所以MN∥CD,且MN=CD. 由已知AB∥CD,AB=CD,所以MN∥AB,且MN=AB. 所以四边形ABMN为平行四边形,所以BM∥AN 又因为AN⊂平面ADEF, 且BM⊄平面ADEF, 所以BM∥平面ADEF.(4分) (II)在正方形ADEF中,ED⊥AD, 又因为平面ADEF⊥平面ABCD, 且平面ADEF∩平面ABCD=AD, 所以ED⊥平面ABCD,所以ED⊥BC. 在直角梯形ABCD中, AB=AD=2,CD=4,可得BC=2 在△BCD中,BD=BC=2,CD=4, 所以BC⊥BD. 所以BC⊥平面BDE,又因为BC⊂平面BCE, 所以平面BDE⊥平面BEC.(9分) 【解析】 (III)由(2)知ED⊥平面ABCD,且AD⊥CD. 以D为原点,DA,DC,DE所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系. B(2,2,0),C(0,4,0),E(0,0,2),平面ADEF的一个法向量为=(0,1,0). 设=(x,y,z)为平面BEC的一个法向量,因为, ∴ 令x=1,得y=1,z=2 所以=(1,1,2)为平面BEC的一个法向量 设平面BEC与平面ADEF所成锐二面角为θ 则cosθ== 所以平面BEC与平面ADEF所成锐二面角为余弦值为
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考点分析:
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          y
作品数量
x
实用性
1分2分3分4分5分



1分1311
2分1751
3分2193
4分1b6a
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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