Question

18．如圖，邊長(zhǎng)為2的正方形ABCD中，點(diǎn)E是AB的中點(diǎn)，點(diǎn)F是BC的中點(diǎn)，將△AED，△CFD，△BEF分別沿DE、DF、EF折起，使A、B、C三點(diǎn)重合于點(diǎn)A′．
（1）求三棱錐A′-EFD的體積；
（2）求直線A′D與平面DEF所成角的正弦值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)A′D，A′E，A′F兩兩垂直可得A′E⊥平面A′DF，故而V_{棱錐A′-EFD}=V_{棱錐E-A′DF}=$\frac{1}{3}{S}_{△A′DF}•A′E$；
（2）過(guò)A′作A′O⊥平面DEF，連結(jié)DO，則∠A′DO為直線A′D與平面DEF所成的角，利用等體積法求出A′O，即可得出∠A′DO的正弦值．

解答 解：（1）∵A′E⊥A′D，A′E⊥A′F，A′D?平面A′DF，A′F?平面A′DF，
∴A′E⊥平面A′DF，
∵A′E=1，A′D=2，A′F=1，
∴V_{棱錐A′-EFD}=V_{棱錐E-A′DF}=$\frac{1}{3}{S}_{△A′DF}•A′E$=$\frac{1}{3}×\frac{1}{2}×1×2×1$=$\frac{1}{3}$．
（2）過(guò)A′作A′O⊥平面DEF，連結(jié)DO，則∠A′DO為直線A′D與平面DEF所成的角．
∵S_△DEF=S_{正方形ABCD}-S_△ADE-S_△BEF-S_△CDF=2×2-$\frac{1}{2}×1×2$-$\frac{1}{2}×1×1$-$\frac{1}{2}×1×2$=$\frac{3}{2}$，
∴V_{棱錐A′-DEF}=$\frac{1}{3}{S}_{△DEF}•A′O$=$\frac{1}{2}$A′O=$\frac{1}{3}$，
∴A′O=$\frac{2}{3}$，
∴sin∠A′DO=$\frac{A′O}{A′D}$=$\frac{1}{3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了線面垂直的判定，棱錐的體積計(jì)算，線面角的計(jì)算，屬于中檔題．