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如图.在多面体ABCDEF中.四边形ABCD是正方形.FA⊥平面ABCD.EF∥BC.FA=2.AD=3.∠ADE=45°.点G是FA的中点.(1)求证:EG⊥平面CDE,(2)求二面角B-CE-G的

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:18:44分类:高中数学题库

如图,在多面体ABCDEF中,四边形ABCD是正方形,FA⊥平面ABCD,EF∥BC,FA=2,AD=3,∠ADE=45°,点G是FA的中点.
(1)求证:EG⊥平面CDE;
(2)求二面角B-CE-G的余弦值.在线课程证明:(1)∵EF∥BC,AD∥BC,∴EF∥AD.
在四边形ADEF中,由FA=2,AD=3,∠ADE=45°,可证得EG⊥DE,
又由FA⊥平面ABCD,得AF⊥CD,
∵正方形ABCD中CD⊥AD,∴CD⊥平面ADEF,
∵EG?平面ADEF,∴CD⊥EG,
∵CD∩DE=D,∴EG⊥平面CDE;…(6分)
(2)以AB、AD、AF为x、y、z轴建立空间直角坐标系,
则B(3,0,0)、C(3,3,0)、E(0,1,2)、G(0,1,1).

分别求得平面BCE与平面CEG的一个法向量
向量的夹角的余弦值为
∴二面角B-CE-G的余弦值为
分析:(1)由正方形的性质,及FA⊥平面ABCD,可得AF⊥CD,CD⊥AD,结合线面垂直的判定定理得到CD⊥平面ADEF,则CD⊥EG,由FA=2,AD=3,∠ADE=45°,可证得EG⊥DE,进而再由线面垂直的判定定理得到EG⊥平面CDE;
(2)以AB、AD、AF为x、y、z轴建立空间直角坐标系,分别求出平面BDE与平面CEG的法向量,代入向量夹角公式即可得到答案.
点评:本题考查的知识点是二面角的平面角及求法,直线与平面垂直的判定,其中(1)的关键,是证得CD⊥EG,EG⊥DE,(2)的关键是建立空间坐标系,将二面角问题转化为向量夹角问题.