
(Ⅰ)求证:AO⊥平面BCD;
(Ⅱ)求异面直线AB与CD所成角的大小;
(Ⅲ)求点E到平面ACD的距离.
(Ⅰ)求证:AO⊥平面BCD;
(Ⅱ)求异面直线AB与CD所成角的大小;
(Ⅲ)求点E到平面ACD的距离.
解:
方法一:(Ⅰ)证明:连接OC∵BO=DO,AB=AD,∴AO⊥BD.
∵BO=DO,BC=CD,∴CO⊥BD.
在△AOC中,由已知可得AO=1,CO=.
而AC=2,∴AO2+CO2=AC2,∴∠AOC=90°,即AO⊥OC.
∵BD∩OC=O,∴AO⊥平面BCD
(Ⅱ)提示:取AC的中点M,连接OM、ME、OE,由E为BC的中点知ME∥AB,OE∥DC
∴直线OE与EM所成的锐角就是异面直线AB与CD所成的角在△OME中,EM=AB=
,OE=
DC=1,
∵OM是直角斜边AC上的中线,∴OM=AC=1,
∴cos∠OEM=,
∴异面直线AB与CD所成角的大小为arccos.
(Ⅲ)提示:设点E到平面ACD的距离为h.
∵VE-ACD=VA-CDE,∴h·S△ACD=
AO·S△CDE.
在△ACD中,CA=CD=2,AD=,
∴S△ACD=.
而AO=1,S△CDE=,
∴h=.
∴点E到平面ACD的距离为.
方法二:(1)同方法一.
(Ⅱ)提示:以O为原点,如图建立空间直角坐标系,则
B(1,0,0),D(-1,0,0),C(0,,0),A(0,0,1)
E(0),
=(-1,0,1),
=(-1,-
,0).
∴cos<>=
,
∴异面直线AB与CD所成角的大小为arccos.
(Ⅲ)提示:设平面ACD的法向量为n
=(x,y,z),则∴
令y=1,得n
=(又=(
,0),
∴点E到平面ACD的距离h=.