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在如图所示的几何体中,四边形ABCD是平行四边形,∠ABD=90°,EB⊥平面A...

在如图所示的几何体中,四边形ABCD是平行四边形,∠ABD=90°,EB⊥平面ABCD,manfen5.com 满分网
且M是BD的中点.
(1)求证:EM∥平面ADF;
(2)求直线DF和平面ABCD所成角的正切值;
(3)求二面角D-AF-B的大小.

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(1)取AD的中点N,连接MN、NF.由三角形中位线定理,结合已知条件,证出四边形MNFE为平行四边形,从而得到EM∥FN,结合线面平行的判定定理,证出EM∥平面ADF; (2)取AB中点G,连接FG,DG,可得∠FDG为直线DF和平面ABCD所成角,从而可求直线DF和平面ABCD所成角的正切值; (3)求出平面ADF、平面EBAF的一个法向量,利用向量的夹角公式,可求二面角D-AF-B的大小. 【解析】 (1)取AD的中点N,连接MN,NF. 在△DAB中,M是BD的中点,N是AD的中点, ∴MN∥AB,MN=AB. 又∵EF∥AB,EF=AB,∴MN∥EF且MN=EF, ∴四边形MNFE为平行四边形,可得EM∥FN. 又∵FN⊂平面ADF,EM⊄平面ADF, ∴EM∥平面ADF; (2)取AB中点G,连接FG,DG,则FG∥EB,FG= ∵EB⊥平面ABCD,∴FG⊥平面ABCD, ∴∠FDG为直线DF和平面ABCD所成角 ∵BC=,AB=2,∠ABD=90°,∴BD=3 ∵BG=1,∴DG= ∴tan∠FDG===; (3)因为EB⊥平面ABD,AB⊥BD,故以B为原点,建立空间直角坐标系B-xyz. 由已知可得B(0,0,0),A(0,2,0),D(3,0,0),F(0,1,) ∴=(3,-2,0),=(0,-1,). 设平面ADF的一个法向量是=(x,y,z). 由,得,令y=3,则=(2,3,) 因为EB⊥平面ABD,所以EB⊥BD. 又因为AB⊥BD,所以BD⊥平面EBAF. ∴=(3,0,0)是平面EBAF的一个法向量. ∴cos<>== ∵二面角D-AF-B为锐角, ∴二面角D-AF-B的大小为60°
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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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