问题标题:
【(2014•湖北模拟)如图甲,△ABC是边长为6的等边三角形,E,D分别为AB、AC靠近B、C的三等分点,点G为BC边的中点.线段AG交线段ED于F点,将△AED沿ED翻折,使平面AED⊥平面BCDE,连接AB、AC、AG】
问题描述:
(2014•湖北模拟)如图甲,△ABC是边长为6的等边三角形,E,D分别为AB、AC靠近B、C的三等分点,点G为BC边的中点.线段AG交线段ED于F点,将△AED沿ED翻折,使平面AED⊥平面BCDE,连接AB、AC、AG形成如图乙所示的几何体.
(Ⅰ)求证BC⊥平面AFG;
(Ⅱ)求二面角B-AE-D的余弦值.
付元昌回答:
(Ⅰ)证明:在图甲中,
∵△ABC是边长为6的等边三角形,
E,D分别为AB、AC靠近B、C的三等分点,点G为BC边的中点,
∴DE⊥AF,DE⊥GF,DE∥BC.…(2分)
在图乙中,
∵DE⊥AF,DE⊥GF,AF∩FG=F,∴DE⊥平面AFG.
又∵DE∥BC,∴BC⊥平面AFG.…(4分)
(Ⅱ)∵平面AED⊥平面BCDE,平面AED∩平面BCDE=DE,DE⊥AF,DE⊥GF,
∴FA,FD,FG两两垂直.
以点F为坐标原点,分别以FG,FD,FA所在的直线为x,y,z轴,
建立如图所示的空间直角坐标系F-xyz.
则由题意知:A(0,0,23)
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