如图,四棱椎F-ABCD的底面ABCD是菱形,其对角线AC=2,BD=.AE、CF都与平面ABCD垂直,AE=1,CF=2.
(Ⅰ) 求二面角B-AF-D的大小;
(Ⅱ) 求四棱锥E-ABCD与四棱锥F-ABCD公共部分的体积。
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(Ⅰ) 二面角B-AF-D的大小等于
。
(Ⅱ) 四棱锥E-ABCD与四棱锥F-ABCD公共部分的体积
I)(综合法)连接AC、BD交于菱形的中心O,过O作OG
AF,
G为垂足。连接BG、DG。由BD
AC,BD
CF得BD
平面ACF,故BD
AF。
于是AF
平面BGD,所以BG
AF,DG
AF,
BGD为二面角B-AF-D 的平面角。
由
,
,得
,![]()
由
,得![]()
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(向量法)以A为坐标原点,
、
、
方向分别为x轴、y轴、z轴的正方向建立空间直角坐标系(如图)
设平面ABF的法向量
,则由
得![]()
令
,得
,![]()
同理,可求得平面ADF的法向量
。
由
知,平面ABF与平面ADF垂直,
二面角B-AF-D的大小等于
。
(II)连EB、EC、ED,设直线AF与直线CE相交于点H,则四棱锥E-ABCD与四棱锥F-ABCD的公共部分为四棱锥H-ABCD。
过H作HP⊥平面ABCD,P为垂足。
因为EA⊥平面ABCD,FC⊥平面ABCD,,所以平面ACFE⊥平面ABCD,从而![]()
由
得
。
又因为![]()
故四棱锥H-ABCD的体积
科目:高中数学 来源:2010-2011学年河北省高三高考仿真理数 题型:解答题
(本小题满分12分)
如图,四棱椎P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是矩形,PA=AB=1,PD与平面ABCD所成的角是300,点F是PB的中点,点E在边BC上移动。
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(1)当点E为BC的中点时,试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由;
(2)证明:无论点E在边BC的何处,都有AF⊥PE;
(3)求当BE的长为多少时,二面角P-DE-A的大小为450。
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科目:高中数学 来源:0103 模拟题 题型:解答题
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科目:高中数学 来源: 题型:
(本小题满分12分)
如图,四棱椎P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是矩形,PA=AB=1,PD与平面
ABCD所成的角是300,点F是PB的中点,点E在边BC上移动。
(1)当点E为BC的中点时,试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由;
(2)证明:无论点E在边BC的何处,都有AF⊥PE;
(3)求当BE的长为多少时,二面角P-DE-A的大小为450。
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科目:高中数学 来源: 题型:
(本小题满分12分)
如图,四棱椎P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是矩形,PA=AB=1,PD与平面
ABCD所成的角是300,点F是PB的中点,点E在边BC上移动。
(1)当点E为BC的中点时,试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由;
(2)证明:无论点E在边BC的何处,都有AF⊥PE;
(3)求当BE的长为多少时,二面角P-DE-A的大小为450。
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科目:高中数学 来源:河北省唐山一中2010高考模拟试卷(二)(理) 题型:解答题
如图,四棱椎P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是矩形,PA=AB=1,PD与平面
ABCD所成的角是300,点F是PB的中点,点E在边BC上移动。
(1)当点E为BC的中点时,试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由;
(2)证明:无论点E在边BC的何处,都有AF⊥PE;
(3)求当BE的长为多少时,二面角P-DE-A的大小为450。
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