如图,平面VAD⊥平面ABCD,△VAD是等边三角形,ABCD是矩形,AB:AD=
:1,F是AB的中点.(1)求VC与平面ABCD所成的角;
(2)求二面角V-FC-B的度数;
(3)当V到平面ABCD的距离是3时,求B到平面VFC的距离.在线课程
解:取AD的中点G,连接VG,CG.(1)∵△ADV为正三角形,∴VG⊥AD.
又平面VAD⊥平面ABCD.AD为交线,
∴VG⊥平面ABCD,
则∠VCG为CV与平面ABCD所成的角.
设AD=a,则
,
.在Rt△GDC中,
.在Rt△VGC中,
.∴∠VCG=30°.
即VC与平面ABCD成30°.
(2)连接GF,则
.而
.在△GFC中,GC2=GF2+FC2.
∴GF⊥FC.
连接VF,由VG⊥平面ABCD知VF⊥FC,
则∠VFG即为二面角V-FC-D的平面角.
在Rt△VFG中,
.∴∠VFG=45°.
故二面角V-FC-B的度数为135°.
(3)设B到平面VFC的距离为h,当V到平面ABCD的距离是3时,
即VG=3.
此时
,
,
,
.∴
,
.∵VV-FCB=VB-VCF,
∴
.∴
.∴
,即B到面VCF的距离为
.分析:(1)取AD的中点G,连接VG,CG.由△ADV为正三角形,知VG⊥AD.由平面VAD⊥平面ABCD.AD为交线,知VG⊥平面ABCD,则∠VCG为CV与平面ABCD所成的角.由此能求出VC与平面ABCD所成的角的大小.
(2)连接GF,则
.而
.在△GFC中,GC2=GF2+FC2.所以GF⊥FC.连接VF,由VG⊥平面ABCD知VF⊥FC,则∠VFG即为二面角V-FC-D的平面角.由此能求出二面角V-FC-B的度数.(3)设B到平面VFC的距离为h,当V到平面ABCD的距离是3时,即VG=3.此时
,
,
,
.所以
,
.由VV-FCB=VB-VCF,能求出B到面VCF的距离.点评:本题考查直线与平面所成的角的求法,求二面角的度数求点到平面的距离.考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.综合性强,难度大,易出错,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.