如图,在中,B=
,AC=
,D、E两点分别在AB、AC上.使
,DE=3.现将
沿DE折成直二面角,求:
(Ⅰ)异面直线AD与BC的距离;
(Ⅱ)二面角A-EC-B的大小(用反三角函数表示).
如图,在中,B=
,AC=
,D、E两点分别在AB、AC上.使
,DE=3.现将
沿DE折成直二面角,求:
(Ⅰ)异面直线AD与BC的距离;
(Ⅱ)二面角A-EC-B的大小(用反三角函数表示).
解法一:
(Ⅰ)在图1中,因,故DE∥BC.又因B=90°,从而AD⊥DE.
在图2中,因A-DE-B是直二面角,AD⊥DE,故AD⊥底面DBCE,从
而AD⊥DB.而DB⊥BC,
故DB为异面直线AD与BC的公垂线.下求DB之长.
在图1中,由,得
又已知DE=3,从而
因
(Ⅱ)在图2中,过D作DF⊥CE,交CE的延长线于F,连接AF.由(1)知,
AD⊥底面DBCE,由三垂线定理知AF⊥FC,故∠AFD为二面角A-EC-B的平面角.在底面DBCE中,∠DEF=∠BCE,,
因此
从而在Rt△DFE中,DE=3,
在
因此所求二面角A-EC-B的大小为arctan
解法二:
(Ⅰ)同解法一.
(Ⅱ)如图3.由(Ⅰ)知,以D点为坐标原点,的方向为x、
y、z轴的正方向建立空间直角坐标系,
则D(0,0,0),A(0,0,4),,E(0,3,0).
过D作DF⊥CE,交CE的延长线于F,连接AF.设
从而,
有 ①
又由 ②
联立①、②,解得
因为,
故,又因
,所以
为所求的二面角A-EC-B的平面角.
因有
所以
因此所求二面角A-EC-B的大小为