在直二面角,D-AB-E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.(2):求二面角B-AC-E的正切值 答案;根号二(3):求点D到平面ACE的距离 三分之二倍根号三
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/28 18:47:31
在直二面角,D-AB-E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.(2):求二面角B-AC-E的正切值 答案;根号二(3):求点D到平面ACE的距离 三分之二倍根号三
在直二面角,D-AB-E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(2):求二面角B-AC-E的正切值 答案;根号二
(3):求点D到平面ACE的距离 三分之二倍根号三
在直二面角,D-AB-E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.(2):求二面角B-AC-E的正切值 答案;根号二(3):求点D到平面ACE的距离 三分之二倍根号三
(2)连结BD交AC于G,连结FG,
∵正方形ABCD边长为2,
∴BG⊥AC,BG=.根号2
∵BF⊥平面ACE,
由三垂线定理的逆定理得FG⊥AC,
∴∠BGF是二面角B-AC-E的平面角.
由(1)AE⊥平面BCE,
又∵AE=EB,
∴在等腰直角三角形AEB中,BE=.根号2
又∵直角△BCE中,根号BE方+BC方=根号6,BF=,3分之2倍根号2
∴直角△BFG中,sin∠BGF=.3分之根号6
∴二面角B-AC-E等于arcsin3分之根号6
可以以AB和CD的交点O为坐标原点,OA,OD,OE为X,Y,Z轴正方向建立空间直角坐标系,然后再做。
解法一:(1)证明:∵BF⊥平面ACE,∴BF⊥AE.
∵二面角DABE为直二面角,且CB⊥AB,∴CB⊥平面ABE.
∴CB⊥AE.
∴AE⊥平面BCE.
(2)连结BD交AC于G,连结FG,
∵正方形ABCD边长为2,
∴BG⊥AC,BG=.
∵BF⊥平面ACE,
由三垂线定理的逆定理得FG⊥AC,
∴∠BGF是二面角B-...
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解法一:(1)证明:∵BF⊥平面ACE,∴BF⊥AE.
∵二面角DABE为直二面角,且CB⊥AB,∴CB⊥平面ABE.
∴CB⊥AE.
∴AE⊥平面BCE.
(2)连结BD交AC于G,连结FG,
∵正方形ABCD边长为2,
∴BG⊥AC,BG=.
∵BF⊥平面ACE,
由三垂线定理的逆定理得FG⊥AC,
∴∠BGF是二面角B-AC-E的平面角.
由(1)AE⊥平面BCE,
又∵AE=EB,
∴在等腰直角三角形AEB中,BE=.
又∵直角△BCE中,,BF=,
∴直角△BFG中,sin∠BGF=.
∴二面角B-AC-E等于arcsin.
(3)过点E作EO⊥AB交AB于点O,OE=1.
∵二面角D-AB-E为直二面角,
∴EO⊥平面ABCD.
设D到平面ACE的距离为h,
∵VD―ACE=VE―ACD,
∴
∵AE⊥平面BCE,∴AE⊥EC.
∴h=.
∴点D到平面ACE的距离为.
解法二:(1)同解法一.
(2)以线段AB的中点为原点O,OE所在直线为x轴,AB所在直线为y轴,过O点且平行于AD的直线为z轴,建立空间直角坐标系O―xyz,如图.
∵AE⊥面BCE,BE面BCE,
∴AE⊥BE.
在Rt△AEB中,AB=2,O为AB的中点,∴OE=1.
∴A(0,-1,0),E(1,0,0),C(0,1,2).
=(1,1,0),=(0,2,2).
设平面AEC的一个法向量为n=(x, y, z),
则即解得
令x=1,得n=(1,-1,1)是平面AEC的一个法向量.
又平面BAC的一个法向量为m=(1,0,0),
∴cos〈m,n〉=.
∴二面角B-AC-E的大小为arccos.
(3)∵AD∥z轴,AD=2,
∴=(0,0,2).
∴点D到平面ACE的距离
d=|||cos〈,n〉|=
.
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(I)∵BF⊥平面ACE,
∴BF⊥AE,
∵二面角D-AB-E为直二面角,
∴平面ABCD⊥平面ABE,又BC⊥AB,∴BC⊥平面ABE,∴BC⊥AE,
又BF⊂平面BCE,BF∩BC=B,∴AE⊥平面BCE.
(II)连接AC、BD交于G,连接FG,
∵ABCD为正方形,∴BD⊥AC,
∵BF⊥平面ACE,
∴FG⊥A...
全部展开
(I)∵BF⊥平面ACE,
∴BF⊥AE,
∵二面角D-AB-E为直二面角,
∴平面ABCD⊥平面ABE,又BC⊥AB,∴BC⊥平面ABE,∴BC⊥AE,
又BF⊂平面BCE,BF∩BC=B,∴AE⊥平面BCE.
(II)连接AC、BD交于G,连接FG,
∵ABCD为正方形,∴BD⊥AC,
∵BF⊥平面ACE,
∴FG⊥AC,∠FGB为二面角B-AC-E的平面角,由(I)可知,AE⊥平面BCE,∴AE⊥EB,
又AE=EB,AB=2,AE=BE=2,
在直角三角形BCE中,CE=BC2+BE2=6,BF=BC•BECE=226=23
在正方形中,BG=2,在直角三角形BFG中,sin∠FGB=BFBG=232=63
∴二面角B-AC-E为arcsin63.
(III)由(II)可知,在正方形ABCD中,BG=DG,D到平面ACB的距离等于B到平面ACE的距离,BF⊥平面ACE,线段BF的长度就是点B到平面ACE的距离,即为D到平面ACE的距离所以D到平面的距离为23=233.
另法:过点E作EO⊥AB交AB于点O.OE=1.
∵二面角D-AB-E为直二面角,∴EO⊥平面ABCD.
设D到平面ACE的距离为h,
∵VD-ACE=VE-ACD,∴13S△ACB•h=13S△ACD•EO.
∵AE⊥平面BCE,∴AE⊥EC.∴h=12AD•DC•EO12AE•EC=12×2×2×1122×6=233
∴点D到平面ACE的距离为233.
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