如图,四边形ABEF和四边形ABCD均是直角梯形,∠FAB=∠DAB=90°,AF=AB=BC=2

如图,四边形ABEF和四边形ABCD均是直角梯形,∠FAB=∠DAB=90°,AF=AB=BC=2,AD=1,FA⊥CD.

(Ⅰ)证明:在平面EBC上,一定存在过C的直线l与直线FD平行;

(Ⅱ)求二面角F﹣CD﹣A的余弦值.

答案

考点

二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.

专题

空间角.

分析:

(Ⅰ)利用线面、面面平行的判定和性质定理即可证明;

(Ⅱ)利用相似三角形的性质、三垂线定理、线面角的定义即可得出.

解答:

(Ⅰ)证明:由已知得,BE∥AF,BC∥AD,BE∩BC=B,AD∩AF=A,

∴平面BCE∥平面ADF.

设平面DFC∩平面BCE=l,则l过C点.

∵平面BCE∥平面ADF,平面DFC∩平面BCE=l,平面DFC∩平面ADF=DF.

∴DF∥l.证毕

(Ⅱ)解:∵FA⊥AB,FA⊥CD,AB与CD相交,

∴FA⊥平面ABCD.

过点A作AM⊥CD,垂足为M,连接FM,根据三垂线定理可得FM⊥CM,∴∠FMA是二面角F﹣CD﹣A的平面角.

过D点作DN⊥BC交BC于点N,则四边形ABND是矩形,∴DN=2,CN=1,∴CD=

∵△AMD∽△DNC,∴,∴=

在Rt△AMF中,由勾股定理可得=

∴cos∠AMF==

∴二面角F﹣CD﹣A的余弦值是

点评:

熟练掌握线面、面面平行的判定和性质定理、相似三角形的性质、三垂线定理、线面角的定义是解题的关键.

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