【題目】在矩形ABCD中,AB=4 ,AD=2 ,將△ABD沿BD折起,使得點(diǎn)A折起至A′,設(shè)二面角A′﹣BD﹣C的大小為θ.

(1)當(dāng)θ=90°時(shí),求A′C的長(zhǎng);
(2)當(dāng)cosθ= 時(shí),求BC與平面A′BD所成角的正弦值.

【答案】
(1)

解:在圖1中,過A作BD的垂線交BD于E,交DC于F,連接CE.

∵AB=4 ,AD=2 ,∴BD= =10.

,BE= =8,cos∠CBE= =

在△BCE中,由余弦定理得CE= =2

∵θ=90°,∴A′E⊥平面ABCD,∴A′E⊥CE.

∴|A′E|= =2


(2)

解:DE= =2.

∵tan∠FDE= ,∴EF=1,DF= =

當(dāng) 即cos∠A′EF= 時(shí),

∴A′E2=A′F2+EF2,∴∠A'FE=90°

又BD⊥AE,BD⊥EF,∴BD⊥平面A'EF,∴BD⊥A'F

∴A'F⊥平面ABCD.

以F為原點(diǎn),以FC為x軸,以過F的AD的平行線為y軸,以FA′為z軸建立空間直角坐標(biāo)系如圖所示:

∴A′(0,0, ),D(﹣ ,0,0),B(3 ,2 ,0),C(3 ,0,0).

=(0,2 ,0), =(4 ,2 ,0), =( ,0, ).

設(shè)平面A′BD的法向量為 =(x,y,z),則 ,

,令z=1得 =(﹣ ,2 ,1).

∴cos< >= = =

∴BC與平面A'BD所成角的正弦值為


【解析】(1)過A作BD的垂線交BD于E,交DC于F,連接CE,利用勾股定理及余弦定理計(jì)算AE,CE,由A′E⊥CE得出A′C;(2)利用余弦定理可得A′F= ,從而得出A′F⊥平面ABCD,以F為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,求出 和平面A′BD的法向量 ,則BC與平面A′BD所成角的正弦值為|cos< >|.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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