(本小题共14分)
如图,正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,CE⊥AC,EF∥AC,AB=
,CE=EF=1.
(Ⅰ)求证:AF∥平面BDE;
(Ⅱ)求证:CF⊥平面BDE;
(Ⅲ)求二面角A-BE-D的大小。
(本小题共14分)
如图,正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,CE⊥AC,EF∥AC,AB=
,CE=EF=1.
(Ⅰ)求证:AF∥平面BDE;
(Ⅱ)求证:CF⊥平面BDE;
(Ⅲ)求二面角A-BE-D的大小。
证明:(I)设AC与BD交于点G,因为EF∥AG,且EF=1,AG=AC=1,所以四边形AGEF为平行四边形。所以AF∥EG。因为EG
P平面BDE,AF
平面BDE,所以AF∥平面BDE。
(II)因为正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,且CE⊥AC,所以CE⊥AC,所以CE⊥平面ABCD。如图,以C为原点,建立空间直角坐标系C-xyz。则C(0, 0, 0),A(
,
,0),D(
,0, 0),E(0, 0, 1),F(
,
,1)。所以
=(
,
,1),
=(0,-
,1),
=(-
,0,1)。所以
·
= 0-1+1=0,
·
=-1+0+1=0。所以CF⊥BE,CF⊥DE,所以CF⊥平面BDE
(III)由(II)知,=(
,
,1),是平面BDE的一个法向量,设平面ABE的法向量
=(x,y,z),则
·
=0,
·
=0。
即
所以x=0,且z=y。令y=1,则z=
。所以n=(
),从而cos(
,
)=
因为二面角A-BE-D为锐角,所以二面角A-BE-D为。