Question

  (本小題滿分12分）

如圖所示，五面體ABCDE中，正的邊長為1，AE丄平面ABC,CD//AE，且.

(I)設CE與平面ABE所成的角為a,AE=k(k>0)，若，求k的取值范圍；

(II)在（I)的條件下，當k取得最大值時，求平面BDE與平面ABC所成的角的大小.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

(本小題滿分12分)

解：方法一：

（Ⅰ）取中點,連結、,由為正三角形，得，又，則，可知，所以為與平面所成角．……………2分

，……………4分

因為，得，得.……………6分

（Ⅱ）延長交于點Ｓ，連，

可知平面平面=.………………………7分

由，且，又因為=1，從而，…………………8分

又面，由三垂線定理可知，即為平面與平面所成的角；……………………10分

則，

從而平面與面所成的角的大小為.………………12分

方法二：

解：

（Ⅰ）如圖以C為坐標原點，CA、CD為y、z軸，垂直于CA、CD的直線CT為x軸，建立空間直角坐標系（如圖），則

設，，，.……………2分

取AB的中點M，則，

易知,ABE的一個法向量為,

由題意.………………4分

由，則，

得.…………………6分

(Ⅱ)由（Ⅰ）知最大值為，則當時，設平面BDE法向量為，則

取，………………8分

又平面ABC法向量為，……………………10分

所以=，

所以平面BDE與平面ABC所成角大小……………………12分