问题标题:
【如图所示,在Rt△ABC中,∠C=30°,∠ABC=90°,D为AC的中点,E为BD的中点,AE的延长线交BC于F,将△ABD沿BD折起,折起后∠AEF=θ.(1)求证:平面AEF⊥平面BCD;(2)cosθ为何值时,AB⊥CD?】
问题描述:
如图所示,在Rt△ABC中,∠C=30°,∠ABC=90°,D为AC的中点,E为BD的中点,AE的延长线交BC于F,将△ABD沿BD折起,折起后∠AEF=θ.
(1)求证:平面AEF⊥平面BCD;
(2)cosθ为何值时,AB⊥CD?
孙建玲回答:
证明:(1)在Rt△ABC中,∠C=30°,D为AC的中点,则△ABD是等边三角形.
又E是BD的中点,
故BD⊥AE,BD⊥EF.
折起后,AE∩EF=E,
所以BD⊥平面AEF,而BD⊂平面BCD,
所以平面AEF⊥平面BCD;
(2)如图所示,
过A作AP⊥平面BCD于P,则P在FE的延长线上.
设BP与CD的延长线相交于Q,令AB=1,则△ABD是边长为1的等边三角形.
若AB⊥CD,又AP⊥CD,AB∩AP=A,则CD⊥平面ABP,于是有BQ⊥CD.
在Rt△CBQ中,∠C=30°,故∠CBQ=60°,又∠CBD=30°,故∠EBP=30°.
在Rt△EBP中,PE=BE×tan30°=12
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