精英家教網(wǎng)如圖,平面ABDE⊥平面ABC,△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=4,四邊形ABDE是直角梯形,BD∥AE,BD⊥BA,BD=
12
AE=2
,O、M分別為CE、AB的中點(diǎn).
(Ⅰ)求證:OD∥平面ABC;
(Ⅱ)求直線CD和平面ODM所成角的正弦值;
(Ⅲ)能否在EM上找一點(diǎn)N,使得ON⊥平面ABDE?若能,請(qǐng)指出點(diǎn)N的位置,并加以證明;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.
分析:(I)取AC中點(diǎn)F,連接OF、FB,可證四邊形BDOF是平行四邊形,再利用直線與平面平行的判定定理進(jìn)行證明,即可解決問(wèn)題;
(II)以C為原點(diǎn),分別以CA、CB為x、y軸,以過(guò)點(diǎn)C且與平面ABC垂直的直線為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,寫出各點(diǎn)的坐標(biāo),
設(shè)面ODM的法向量
n
=(x,y,z)
,則直線CD和平面ODM所成角為θ,從而求解.
(III)取EM中點(diǎn)N,連接ON、CM,因?yàn)锳C=BC,M為AB中點(diǎn),可得CM⊥AB,證明ON∥CM即可求解.
解答:精英家教網(wǎng)解:(I)證明:取AC中點(diǎn)F,連接OF、FB(1分)
∵F是AC中點(diǎn),O為CE中點(diǎn),∴OF∥EA且OF=
1
2
EA
,又BD∥AE且BD=
1
2
AE

∴F∥DB,OF=DB
∴四邊形BDOF是平行四邊形(2分)
∴OD∥FB(3分)
又∵FB?平面MEG,OD?平面MEG
∴OD面ABC.(4分)
(II)∵DB⊥面ABC,
又∵面ABDE⊥面ABC,面ABDE∩面ABC=AB,DB?面ABDE,
∴DB⊥面ABC,
∵BD∥AE,
∴EA⊥面ABC,(5分)
如圖,以C為原點(diǎn),分別以CA、CB為x、y軸,以過(guò)點(diǎn)C且與平面ABC垂直的直線為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系
∵AC=BC=4
∴各點(diǎn)坐標(biāo)為:C(0,0,0),A(4,0,0),B(0,4,0),D(0,4,2)
E(4,0,4)
O(2,0,2),M(2,2,0),
CD
=(0,4,2),
OD
=(-2,4,0),
MD
=(-2,2,2)
(6分)
設(shè)面ODM的法向量
n
=(x,y,z)
,則由
n
MD
可得
-2x+4y=0
-2x+2y+2z=0
令x=2,
得:
n
=(2,1,1)
(7分)
設(shè)直線CD和平面ODM所成角為θ.
則:sinθ=|
n
CD
|
n
||
CD
|
|=|
(2,1,1)•(0,4,2)
|(2,1,1)|•|(0,4,2)|
|=
6
6
•2
5
=
30
10

∴直線CD和平面ODM所成角正弦值為
30
10
.(8分)
(III)方法一:當(dāng)N是EM中點(diǎn)時(shí),ON⊥平面ABDE.(9分)
證明:取EM中點(diǎn)N,連接ON、CM,∵AC=BC,M為AB中點(diǎn),∴CM⊥AB,
又∵面ABDE⊥面ABC,面ABDE∩面ABC=AB,CM?面ABC,
∴CM⊥AB,
∵N是EM中點(diǎn),O為CE中點(diǎn),∴ON∥CM,
∴ON⊥平面ABDE.(13分)
方法二當(dāng)N是EM中點(diǎn)時(shí),ON⊥平面ABDE.(9分)
∵DB⊥BA,又∵面ABDE⊥面ABC,面ABDE∩面ABC=AB,DB?面ABDE
∴DB⊥面ABC,
∵BD∥AE,
∴EA⊥面ABC.
如圖,以C為原點(diǎn),分別以CA、CB為x、y軸,以過(guò)點(diǎn)C與平面垂直的直線為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,
∵AC=BC=4,
∴各點(diǎn)坐標(biāo)為:C(0,0,0),A(4,0,0),B(0,4,0)D(0,4,2),E(4,0,4)
∴O(2,0,2),M(2,2,0),設(shè)N(a,b,c),
MN
=(a-2,b-2,c)
,
NE
=(4-a,-b,4-c)
(10分)
∵點(diǎn)N在ME上,∴
MN
NE
,即(a-2,b-2,c)=λ(4-a,-b,4-c)
a-2=λ(4-a)
b-2=λ(-b)
c=λ(4-c)
?
a=
4λ+2
λ+1
b=
2
λ+1
c=
λ+1

N(
4λ+2
λ+1
,
2
λ+1
λ+1
)
(11分)
BD
=(0,0,2)
是面ABC的一個(gè)法向量,
ON
BD
,∴
λ+1
=2
,解得λ=1.(12分)
MN
=
NE
即N是線段EM的中點(diǎn),
∴當(dāng)N是EM中點(diǎn)時(shí),ON⊥平面ABDE.(13分)
點(diǎn)評(píng):本題主要考查空間線面的位置關(guān)系,空間角的計(jì)算等基本知識(shí),考查空間想象能力、邏輯思維能力、運(yùn)算求解能力和探究能力,同時(shí)考查學(xué)生靈活利用圖形,借助向量工具解決問(wèn)題的能力,考查數(shù)形結(jié)合思想.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖,平面ABDE⊥平面ABC,△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=4,四邊形ABDE是直角梯形,BD∥AE,BD⊥BA,BD=
12
AE=2
,O、M分別為CE、AB的中點(diǎn),求直線CD和平面ODM所成角的正弦值.

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如圖,平面ABDE⊥平面ABC,△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=4,四邊形ABDE是直角梯形,BD∥AE,BD⊥BA,BD=
12
AE=2
,O、M分別為CE、AB的中點(diǎn).
(1)求異面直線AB與CE所成角的大。
(2)求直線CD和平面ODM所成角的正弦值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,平面ABDE⊥平面ABC,△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=4,四邊形ABDE是直角梯形,BD∥AE,BD⊥BA,BD=
12
AE=2
,O,M,N分別為CE,AB,EM的中點(diǎn).
(1)求證:OD∥平面ABC;
(2)求證:ON⊥平面ABDE;
(3)求直線CD與平面ODM所成角的正弦值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,平面ABDE⊥平面ABC,△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=4,四邊形ABDE是直角梯形,BD∥AE,BD⊥BA,BD=
12
AE=2,O、M分別為CE、AB的中點(diǎn).
(1)求證:OD∥平面ABC;
(2)在棱EM上是否存在N,使ON⊥平面ABDE?若能,請(qǐng)指出點(diǎn)N的位置,并加以證明;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)求二面角O-ED-M的大。

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