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如图,在三棱锥A-BCD中,O是BC中点,AO⊥平面BCD,CD⊥BD∠BCD=π/6,BC=2,OA=根号2,E是CD

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/12 23:37:58
如图,在三棱锥A-BCD中,O是BC中点,AO⊥平面BCD,CD⊥BD∠BCD=π/6,BC=2,OA=根号2,E是CD上一点,且CE=3ED,F是OA的中点,连EF.
(1)证明:EF平行 面ABD
(2)求二面角B-AC-D余弦值.
PS:图片仅供参考(= =b)
如图,在三棱锥A-BCD中,O是BC中点,AO⊥平面BCD,CD⊥BD∠BCD=π/6,BC=2,OA=根号2,E是CD
郭敦顒回答:∵在三棱锥A-BCD中,O是BC中点,AO⊥平面BCD,CD⊥BD,∠BCD=π/6=30°,BC=2,OA=√2,E是CD上一点,且CE=3ED,F是OA的中点,连EF.(1)证明:EF平行面ABD取AB中点M.连NF,则MF∥BO,且MF=(1/2)BO,在BD上取点N,且BN=3DN,则NE∥BC,且NE=(1/4)BC,NE∥BO,且NE=(1/2)BC,∴NE∥MF,且NE=MF,∴四边形NEFM为平行四边形,EF∥NM,NM在平面ABD上,∴EF∥平面ABD. (2)求二面角B-AC-D余弦值.∵AO⊥平面BCD,BC=2,OA=√2,∴AO⊥BC,BO=CO=1,AB=AC=√(1+2)=√3,cos∠ACB=CO/AC=1/√3=(1/3)√3,∴∠ACB=54.73561°作BP⊥AC于P,则CP=BCcos54.73561°=2×1/√3=(2/3)√3;或Rt⊿AOC∽Rt⊿BPC,CP/BC=CO/AC,CP=2×1/√3=(2/3)√3,CP=(2/3)√3.∠BAC=180°-2×54.73561°=70.52878°,∠ABP=90°-70.52878°=19.47122°.∵CD⊥BD,∠BCD=π/6=30°,BC=2,∴BD=1,CD=(1/2)√3,连DO,则DO=BO=1,△BOD为等腰△,又AO⊥DO,∴AD=AB=AC=√3,在△ADC中,按余弦定理:cosA=(b²+c²-a²)/(2bc)cos∠DAC=(3+3-3/4)/6=7/8,∴∠DAC=28.955°,∠ACD=∠ADC=(180°-28.955°)/2=75.5225°,∵CP=(2/3)√3,AP=(13)√3,作PG⊥AC于P,交AD于G,则PG=AP tan28.955°=[(1/3)√3]×0.55328=0.3194PG=0.3194.连BG,则∠BPG为二面角B-AC-D的平面角.AG= AP/ cos 28.955°=[(1/3)√3] /0.875=0.6598.在△ABD中,AB=AD=√3,BD=1,按余弦定理得:cos∠BAD=(3+3-1)/6=5/6,∴∠BAD=33.5573°,cos∠BAD=(3+3-BG²)/6=5/6,6-BG²=5,BG²=1,∴BG=1.在△ABP中,AB=√3,AP=(1/3)√3,∠BAP=∠BAC=70.52878°按余弦定理得:cos∠BAP= cos70.52878°=1/3=(3+1/3-BP²)/610/3-BP²=2,BP²=4/3,∴BP=(2/3)√3.在△BPG中,BP=(2/3)√3, PG=0.3194,BG=1,按余弦定理得:cos∠BPG= (4/3+0.1020-1)/0.7376=0.5902,∴∠BPG=53.829,∴二面角B-AC-D的余弦值为0.5902.                A  G                      P          M       F     
                        O          C         B             N                      E                D