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如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,D,E分)别为AB,CD的中点,AE的延长线交CB于F.现将△A

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/08 05:07:05
如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,D,E分)别为AB,CD的中点,AE的延长线交CB于F.现将△ACD沿CD折起,折成二面角A-CD-B,连接AF.

(Ⅰ)求证:平面AEF⊥平面CBD;
(Ⅱ)当AC⊥BD时,求二面角A-CD-B大小的余弦值.
如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,D,E分)别为AB,CD的中点,AE的延长线交CB于F.现将△A

(I)证明:在Rt△ABC中,D为AB的中点,得AD=CD=DB,
又∠B=30°,得△ACD是正三角形,
又E是CD的中点,得AF⊥CD.(3分)
折起后,AE⊥CD,EF⊥CD,
又AE∩EF=E,AE⊂平面AED,EF⊂平面AEF,
故CD⊥平面AEF,(6分)
又CD⊂平面CDB,
故平面AEF⊥平面CBD.(7分)
(II)过点A作AH⊥EF,垂足H落在FE的延长线,
因为CD⊥平面AEF,所以CD⊥AH,
所以AH⊥平面CBD.(9分)
连接CH并延长交BD的延长线于G,
由已知AC⊥BD,得CH⊥BD,可得BD垂直于面AHC,从而得到BD垂直于线CG
可得∠CGB=90°,
因此△CEH∽△CGD,

EH
DG=
CE
CG,
设AC=a,易得
∠GDC=60°,DG=
a
2,CE=
a
2,CG=

3a
2,
代入上式得EH=

3a
6,
又EA=

3a
2
故cos∠HEA=
EH
EA=
1
3.(12分)
又∵AE⊥CD,EF⊥CD,
∴∠AEF即为所求二面角的平面角,(13分)
故二面角A-CD-B大小的余弦值为-
1
3.(14分)