如圖,正方形ABCD所在平面與圓O所在平面相交于CD,線段CD為圓O的弦,AE垂直于圓O所在平面,垂足E是圓O上異于C,D的點,AE=3,圓O的直徑為9.
(Ⅰ)求證:平面ABCD⊥平面ADE;
(Ⅱ)求二面角D-BC-E的平面角的正切值。
(Ⅰ)證明:AE垂直于圓O所在平面,CD在圓O所在平面上,AE⊥CD, 
在正方形ABCD中,CD⊥AD,
∵AD∩AE=A,CD⊥平面ADE,
∵CD平面ABCD,
∴平面ABCD⊥平面ADE 。
(Ⅱ)解法一:CD⊥平面ADE,DE平面ADE,
∴CD⊥DE,
∴CE為圓O的直徑,即CE=9,
設(shè)正方形ABCD的邊長為a,
在Rt△CDE中,DE2=CE2-CD2=81-a2,
在Rt△ADE中,DE2=AD2-AE2=a2-9,
,解得:,
,
過點E作EF⊥AD于點F,作FC∥AB交BC于點G,連接GE,

 由于AB⊥平面ADE,EF平面ADE,
∴EF⊥AB,
∵AD∩AB=A,∴EF⊥平面ABCD,
∵BC平面ABCD,
∴BC⊥EF,
∵BG⊥FG,EF∩FG=F,
∴BC⊥平面EFG,
∵EG平面EFG,
∴BC⊥EG,
∴∠FGE是二面角D-BC-E的平面角,
在Rt△ADE中,AD=3,AE=3,DE=6,
∵AD·EF=AE·DE,
,
中,
,
故二面角D-BC-E的平面角的正切值為
 解法二:CD⊥平面ADE,DE平面ADE,CD⊥DE,
∴CE為圓O的直徑,即CE=9,
設(shè)正方形ABCD的邊長為a,
在Rt△CDE中,DE2=CE2-CD2=81-a2,
在Rt△ADE中,DE2=AD2-AE2=a2-9,
以D為坐標原點,分別以ED,CD所在的直線為x軸,y軸建立如圖所示的空間直角坐標系,
則D(0,0,0),E( -6,0,0),
 
設(shè)平面ABCD的法向量為,
,即
取x1=l,則n1=(1,0,2)是平面ABCD的一個法向量,
設(shè)平面BCE的法向量為n2=(x2,y2,z2),
,即,
,則是平面BCD的法向量,

,∴
故二面角D-BC-E的平面角的正切值為。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖,正方形ABCD和四邊形ACEF所在的平面互相垂直,CE⊥AC,EF∥AC,AB=
2
,CE=EF=1.
(Ⅰ)求證:AF∥平面BDE;
(Ⅱ)求證:CF⊥平面BDE;
(Ⅲ)求二面角A-BE-D的大。

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

8、如圖把正方形ABCD沿對角線BD折成直二面角,對于下面結(jié)論:
①AC⊥BD;
②CD⊥平面ABC;
③AB與BC成60°角;
④AB與平面BCD成45°角.
則其中正確的結(jié)論的序號為
①③④

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

如圖,正方形ABCD、ABEF的邊長都是1,而且平面ABCD、ABEF互相垂直,點M在AC上移動,點N在BF上移動,若CM=BN=a(0<a<
2
),則MN的長的最小值為 (  )

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

如圖,正方形ABCD所在平面與等腰三角形EAD所在平面相交于AD,AE⊥平面CDE.
(I)求證:AB⊥平面ADE;
(II)(理)在線段BE上存在點M,使得直線AM與平面EAD所成角的正弦值為
6
3
,試確定點M的位置.
(文)若AD=2,求四棱錐E-ABCD的體積.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

(2010•溫州二模)如圖,正方形ABCD與正方形CDEF所成的二面角為60°,則直線EC與直線AD所成的角的余弦值為
2
4
2
4

查看答案和解析>>

同步練習冊答案