作业帮 > 数学 > 作业

如图所示,AB为圆O的直径,点E、F在圆O上,AB∥EF,矩形ABCD所在平面和圆O所在的平面互相垂直.已知AB=2,E

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/29 10:39:35
如图所示,AB为圆O的直径,点E、F在圆O上,AB∥EF,矩形ABCD所在平面和圆O所在的平面互相垂直.已知AB=2,EF=1

(1)求证:平面DAF⊥平面CBF;
(2)求直线AB与平面CBF所成角的大小;
(3)当AD的长为何值时,二面角D-FE-B的大小为60°?
如图所示,AB为圆O的直径,点E、F在圆O上,AB∥EF,矩形ABCD所在平面和圆O所在的平面互相垂直.已知AB=2,E
:(1)证明:∵平面ABCD⊥平面ABEF,CB⊥AB,
平面ABCD∩平面ABEF=AB,
∴CB⊥平面ABEF.
∵AF⊂平面ABEF,∴AF⊥CB,
又∵AB为圆O的直径,∴AF⊥BF,
∴AF⊥平面CBF.
∵AF⊂平面DAF,∴平面DAF⊥平面CBF.
(2)根据(1)的证明,有AF⊥平面CBF,
∴FB为AB在平面CBF上的射影,
因此,∠ABF为直线AB与平面CBF所成的角.
∵AB∥EF,∴四边形ABEF为等腰梯形,
过点F作FH⊥AB,交AB于H.
AB=2,EF=1,则AH=
AB−EF
2=
1
2.
在Rt△AFB中,根据射影定理AF2=AH•AB,得AF=1,
sin∠ABF=
AF
AB=
1
2,∴∠ABF=30°,
∴直线AB与平面CBF所成角的大小为30°.
(3)过点A作AM⊥EF,交EF的延长线于点M,连接DM.
根据(1)的证明,DA⊥平面ABEF,则DM⊥EF,
∴∠DMA为二面角D-FE-B的平面角,
即∠DMA=60°.
在Rt△AFH中,∵AH=
1
2,AF=1,
∴FH=

3
2.
又∵四边形AMFH为矩形,∴MA=FH=

3
2.
∵AD=MA•tan∠DMA=

3
2•
3=
3
2.
因此,当AD的长为
3
2时,二面角D-FE-B的大小为60°.