(本小题满分12分)
如图所示,五面体ABCDE中,正的边长为1,AE丄平面ABC,CD//AE,且
.
(I)设CE与平面ABE所成的角为a,AE=k(k>0),若,求k的取值范围;
(II)在(I)的条件下,当k取得最大值时,求平面BDE与平面ABC所成的角的大小.
(本小题满分12分)
如图所示,五面体ABCDE中,正的边长为1,AE丄平面ABC,CD//AE,且
.
(I)设CE与平面ABE所成的角为a,AE=k(k>0),若,求k的取值范围;
(II)在(I)的条件下,当k取得最大值时,求平面BDE与平面ABC所成的角的大小.
(本小题满分12分)
解:方法一:
(Ⅰ)取
中点
,连结
、
,由
为正三角形,得
,又
,则
,可知
,所以
为
与平面
所成角.……………2分
,……………4分
因为,得
,得
.……………6分
(Ⅱ)延长交于点S,连
,
可知平面平面
=
.………………………7分
由,且
,又因为
=1,从而
,…………………8分
又面
,由三垂线定理可知
,即
为平面
与平面
所成的角;……………………10分
则,
从而平面与面
所成的角的大小为
.………………12分
方法二:
解:
(Ⅰ)如图以C为坐标原点,CA、CD为y、z轴,垂直于CA、CD的直线CT为x轴,建立空间直角坐标系(如图),则
设,
,
,
.……………2分
取AB的中点M,则,
易知,ABE的一个法向量为,
由题意.………………4分
由,则
,
得.…………………6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知最大值为
,则当
时,设平面BDE法向量为
,则
取,………………8分
又平面ABC法向量为,……………………10分
所以=
,
所以平面BDE与平面ABC所成角大小……………………12分