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如图,正方形ACDE所在的平面与平面ABC垂直,M是CE和AD的交点,AC⊥BC,且AC=BC.

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/30 20:46:20
如图,正方形ACDE所在的平面与平面ABC垂直,M是CE和AD的交点,AC⊥BC,且AC=BC.

(Ⅰ)求证:AM⊥平面EBC;
(Ⅱ)求直线AB与平面EBC所成的角的大小;
(Ⅲ)求二面角A-EB-C的大小.
如图,正方形ACDE所在的平面与平面ABC垂直,M是CE和AD的交点,AC⊥BC,且AC=BC.
(Ⅰ)证明:∵四边形ACDE是正方形,
∴EA⊥AC,AM⊥EC.   …(1分)
∵平面ACDE⊥平面ABC,
又∵BC⊥AC,∴BC⊥平面EAC.…(3分)
∵AM⊂平面EAC,∴BC⊥AM. …(4分)
∴AM⊥平面EBC.  
 (Ⅱ)连接BM,
∵AM⊥平面EBC,∴∠ABM是直线AB与平面EBC所成的角.            …(5分)
设EA=AC=BC=2a,则AM=
2a,AB=2
2a,…(6分)
∴sin∠ABM=
AM
AB=
1
2,∴∠ABM=30°.
即直线AB与平面EBC所成的角为30°.   …(8分)
(Ⅲ)过A作AH⊥EB于H,连接HM.    …(9分)
∵AM⊥平面EBC,∴AM⊥EB.
∴EB⊥平面AHM.∴∠AHM是二面角A-EB-C的平面角. …(10分)
∵平面ACDE⊥平面ABC,∴EA⊥平面ABC.∴EA⊥AB.
在Rt△EAB中,AH⊥EB,有AE•AB=EB•AH.
由(Ⅱ)所设EA=AC=BC=2a可得AB=2
2a,EB=2
3a,∴AH=
AE•AB
EB=
2
2a

3.             …(12分)∴sin∠AHM=
AM
AH=

3
2.∴∠AHM=60°.
∴二面角A-EB-C等于60°.           …(14分)