(08年长郡中学一模理)(
F为CD的中点.
(Ⅰ)求证:AF⊥平面CDE;
(Ⅱ)求平面ABC和平面CDE所成的小于90°的二面角的大小;
(Ⅲ)求点A到平面BCD的距离的取值范围.
(08年长郡中学一模理)(
F为CD的中点.
(Ⅰ)求证:AF⊥平面CDE;
(Ⅱ)求平面ABC和平面CDE所成的小于90°的二面角的大小;
(Ⅲ)求点A到平面BCD的距离的取值范围.
解析:(Ⅰ)证明:∵平面ACD,
∴DE⊥AF.又∵AC=AD=CD,F为CD中点,∴AF⊥CD.
∵DEÌ平面CDE,CDÌ平面CDE,CD∩DE=D,∴AF⊥平面CDE.
(Ⅱ)解法一:∵AB∥DE,AB(/平面CDE,DEÌ平面CDE,∴AB∥平面CDE,设平面ABC∩平面CDE=l,则l∥AB.即平面ABC与平面CDE所成的二面角的棱为直线l.
∵AB^平面ADC,∴l^平面ADC.∴l^AC,l^DC.∴ÐACD为平面ABC与平面CDE所成二面角的平面角.∵AC=AD=CD,∴ÐACD=60°,∴平面ABC和平面CDE所成的小于90°的二面角的大小为60°.
(Ⅱ)解法二:如图,以F为原点,过F平行于DE的直线为x轴,FC,FA所在直线为y轴,z轴建立空间直角坐标系.∵AC=2,∴A(0,0,),设AB=x,B(x,0,),C(0,1,0)
((AB=(x,0,0),((AC=(0,1,-),设平面ABC的一个法向量为n=(a,b,c),
则由((AB×n=0,((AC×n=0,得a=0,b=c,不妨取c=1,则n=(0,,1).
∵AF^平面CDE,∴平面CDE的一个法向量为((FA=(0,0,).
cos<n,((FA>= eq \o(\s\up8(((FA=,<n,((FA>=60°.
∴平面ABC与平面CDE所成的小于90°的二面角的大小为60°.