如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AE⊥平面ABCD,CF⊥平面ABCD,AB=AE=2,CF=3.(1)求证:EF⊥平面BDE;
(2)求锐二面角E-BD-F的大小.在线课程
(1)证明:连接AC、BD,设AC∩BD=O,∵ABCD为菱形,∴AC⊥BD,
以O为原点,OA,OB为x.y轴正向,z轴过O且平行于CF,建立空间直角坐标系,…(2分)
则
,
,E(1,0,2),F(-1,0,3),
,
,
,…(4分)∴
,
,∴EF⊥DE,EF⊥BE,又DE∩BE=E,
∴EF⊥平面BDE; …(6分)
(2)由知(1)
是平面BDE的一个法向量,设
是平面BDF的一个法向量,
,
,由
,
得:
,取x=3,得z=1,y=0,于是
,…(10分)∴
=
=-
,由于二面角E-BD-F为锐二面角,故其大小为45°. …(12分)
分析:(1)证明连接AC、BD,设AC∩BD=O,以O为原点,OA,OB为x.y轴正向,z轴过O且平行于CF,建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,利用向量的数量积,即可证得EF⊥平面BDE;
(2)由知(1)
是平面BDE的一个法向量,求出平面BDF的一个法向量
,再利用向量的夹角公式,即可得到二面角E-BD-F的大小.点评:本题考查线面垂直,考查面面角,解题的关键是利用空间向量解决立体几何问题,确定平面的法向量.