(2015新课标全国Ⅰ理科)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,...
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(2015新课标全国Ⅰ理科)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,BE=2DF,AE⊥EC.
(1)*:平面AEC⊥平面AFC;
(2)求直线AE与直线CF所成角的余弦值.
【回答】
(1)见解析;(2).
【解析】试题分析:(Ⅰ)连接BD,设BD∩AC=G,连接EG,FG,EF,在菱形ABCD中,不妨设GB=1易*EG⊥AC,通过计算可*EG⊥FG,根据线面垂直判定定理可知EG⊥平面AFC,由面面垂直判定定理知平面AFC⊥平面AEC;(Ⅱ)以G为坐标原点,分别以的方向为轴,y轴正方向,为单位长度,建立空间直角坐标系G-xyz,利用向量法可求出异面直线AE与CF所成角的余弦值.
试题解析:(Ⅰ)连接BD,设BD∩AC=G,连接EG,FG,EF,在菱形ABCD中,不妨设GB=1,由∠ABC=120°,可得AG=GC=.
由BE⊥平面ABCD,AB=BC可知,AE=EC,
又∵AE⊥EC,∴EG=,EG⊥AC,
在Rt△EBG中,可得BE=,故DF=.
在Rt△FDG中,可得FG=.
在直角梯形BDFE中,由BD=2,BE=,DF=可得EF=,
∴,∴EG⊥FG,
∵AC∩FG=G,∴EG⊥平面AFC,
∵EG面AEC,∴平面AFC⊥平面AEC.
(Ⅱ)如图,以G为坐标原点,分别以的方向为轴,y轴正方向,为单位长度,建立空间直角坐标系G-xyz,由(Ⅰ)可得A(0,-,0),E(1,0,),F(-1,0,),C(0,,0),∴=(1,,),=(-1,-,).…10分
故.
所以直线AE与CF所成的角的余弦值为.
考点:空间垂直判定与*质;异面直线所成角的计算;空间想象能力,推理论*能力
知识点:点 直线 平面之间的位置
题型:解答题
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