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在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,AB的垂直平分线分别交AB,AC于D、E(图一),沿DE将△ADE折起,使得平面ADE⊥平面BDEC(图二).

(1)若F是AB的中点,求证:CF∥平面ADE;

(2)P是AC上任意一点,求证:平面ACD⊥平面PBE;

(3)P是AC上一点,且AC⊥平面PBE,求二面角P-BE-C的大小.

答案:
解析:

  (1)取BD的中点为M,连续FM,CM

  为AB的中点,MF∥AD,

  由题知为等边三角形,

  BD,又DEBD 2分

  面CFM∥面ADE,

  面CMF,CF∥面ADE 4分

  (2)由平面几何知识:BECD,ADDE,平面ADE平面BDEC 5分

  平面BDEC,

  面ACD

  面PBE,平面ACD平面PBE 8分

  (3)法一,由(2)BE面ACD,

  设

  由题意知BECD,BEPQ,

  PQC为二面角P-BE-C的平面角 10分

  AD=CD,

  

  二面角P-BE-C的大小为45° 12分

  (法二)

  建立空间直角坐标系{DE、DB、DA},A(0,0,1),

  则 9分

  

  面PBE,AD面BCED

  设二面角P-BE-C的大小为

  则 11分

  二面角P-BE-C的大小为45° 12分


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③在△ABC中,若∠A=90°,则||AB||2+||AC||2=||BC||2
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