在如图所示的空间几何体中,平面ACD⊥平面ABC,AB=BC=CA=DA=DC=BE=2,BE和平面ABC所成的角为60°,且点E

2025-06-20 15:51:34
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回答1:

方法一:(1)由题意知,△ABC,△ACD都是边长为2的等边三角形,
取AC中点O,连接BO,DO,
则BO⊥AC,DO⊥AC∵平面ACD⊥平面ABC
∴DO⊥平面ABC,作EF⊥平面ABC,
那么EF DO,根据题意,点F落在BO上,
∴∠EBF=60°,易求得 EF=DO=
3

所以四边形DEFO是平行四边形,DE OF;∵DE?平面ABC,OF?平面ABC,∴DE 平面ABC
(2)作FG⊥BC,垂足为G,连接FG;


∵EF⊥平面ABC,根据三垂线定理可知,EG⊥BC,
∴∠EGF就是二面角E-BC-A的平面角,
FG-BF?sin∠FBG-
1
2
EF=
3

EG=
E F 2 -F G 2
=
13
2

cos∠EGF=
FG
EG
=
13
13

即二面角E-BC-A的余弦值为
13
13

(3)∵平面ACD⊥平面ABC,OB⊥AC∴OB⊥平面ACD;
又∵DE OB∴DE⊥平面DAC,
∴三棱锥E-DAC的体积 V 1 =
1
3
S △BAC ?DE=
1
3
?
3
?(
3
-1)=
3-
3
3

又三棱锥E-ABC的体积 V 2 =
1
3
S △ABC ?EF=
1
3
?
3
?
3
=1

∴多面体DE-ABC的体积为V=V 1 +V 2 =
6-
3
3

方法二:(1)同方法一


(2)建立如图所示的空间直角坐标系O-xyz,
可求得平面ABC的一个法向量为
n 1
(0,0,1)

平面BCE的一个法向量为
n 2
(-3,
3
,1)

所以 cos<
n 1
n 2
n 1
?
n 2
|
n 1
|?|
n 2
|
=