Question

如圖，在五面體中，四邊形是正方形，平面∥

（1）求異面直線與所成角的余弦值；

（2）證明：平面；

（3）求二面角的正切值。

 

Answer 1

【答案】

（1）；（2）略；（3）。

【解析】

試題分析：（1）因為四邊形ADEF是正方形，所以FA∥ED．

故∠CED為異面直線CE與AF所成的角．

因為FA⊥平面ABCD，所以FA⊥CD．故ED⊥CD．

在Rt△CDE中，CD=1，ED=2， CE= =3，故cos∠CED==．

所以異面直線CE和AF所成角的余弦值為。

（2）證明：過點B作BG∥CD，交AD于點G，

則∠BGA=∠CDA=45°．由∠BAD=45°，可得BG⊥AB，

從而CD⊥AB，又CD⊥FA，FA∩AB=A，所以CD⊥平面ABF；

（3）解：由（Ⅱ）及已知，可得AG=，即G為AD的中點．

取EF的中點N，連接GN，則GN⊥EF，

因為BC∥AD，所以BC∥EF．

過點N作NM⊥EF，交BC于M，

則∠GNM為二面角B-EF-A的平面角．

連接GM，可得AD⊥平面GNM，故AD⊥GM．

從而BC⊥GM．由已知，可得GM=．

由NG∥FA，FA⊥GM，得NG⊥GM．

在Rt△NGM中，tan∠GNM= ，

所以二面角B-EF-A的正切值為．

考點：異面直線所成的角、直線與平面垂直、二面角的計算。

點評：中檔題，立體幾何問題的解法，要牢記“轉化與化歸思想”，空將間題轉化成平面問題.立體幾何中的計算問題，要注意遵循“一作，二證，三計算”，避免出現只算不證的錯誤。