如图,在三棱台DEF﹣ABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的中点. (Ⅰ)

如图,在三棱台DEF﹣ABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的中点.

(Ⅰ)求证:BD∥平面FGH;

(Ⅱ)若CF⊥平面ABC,AB⊥BC,CF=DE,∠BAC=45°,求平面FGH与平面ACFD所成的角(锐角)的大小.

答案

解:(Ⅰ)证明:根据已知条件,DF∥AC,EF∥BC,DE∥AB;

△DEF∽△ABC,又AB=2DE,∴BC=2EF=2BH,

∴四边形EFHB为平行四边形;

∴BE∥HF,HF平面FGH,BE平面FGH;

∴BE∥平面FGH;

同样,因为GH为△ABC中位线,∴GH∥AB;

又DE∥AB;

∴DE∥GH;

∴DE∥平面FGH,DE∩BE=E;

∴平面BDE∥平面FGH,BD平面BDE;

∴BD∥平面FGH;

(Ⅱ)连接HE,则HE∥CF;

∵CF⊥平面ABC;

∴HE⊥平面ABC,并且HG⊥HC;

∴HC,HG,HE三直线两两垂直,分别以这三直线为x,y,z轴,建立如图所示空间直角坐标系,设HC=1,则:

H(0,0,0),G(0,1,0),F(1,0,1),B(﹣1,0,0);

连接BG,根据已知条件BA=BC,G为AC中点;

∴BG⊥AC;

又CF⊥平面ABC,BG平面ABC;

∴BG⊥CF,AC∩CF=C;

∴BG⊥平面ACFD;∴向量为平面ACFD的法向量;

设平面FGH的法向量为,则:

,取z=1,则:

设平面FGH和平面ACFD所成的锐二面角为θ,则:cosθ=|cos|=

∴平面FGH与平面ACFD所成的角为60°.

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