如图所示,矩形ABCD中,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE(1)求证:AE∥平面BFD;(2)求二面角D-BE-C的大小;(3)求三棱锥C-BGF的体积.

问题描述:

如图所示,矩形ABCD中,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE

(1)求证:AE∥平面BFD;
(2)求二面角D-BE-C的大小;
(3)求三棱锥C-BGF的体积.

(1)由题意可得G是AC的中点,连接FG∵BF⊥平面ACE,CE⊂平面ACE,则CE⊥BF,而BC=BE,∴F是EC的中点在△AEC中,FG∥AE,而FG⊄平面BFD,AE⊂平面BFD∴AE∥平面BFD(2)由BF⊥面ACE得BF⊥AE,且BC⊥面ABE,则AE⊥BE...
答案解析:(1)根据G是AC的中点,连接FG,而BF⊥平面ACE,根据线面垂直的性质可知CE⊥BF,而BC=BE,从而F是EC的中点,根据中位线定理可知FG∥AE,而FG⊄平面BFD,AE⊂平面BFD,满足线面平行的判定定理,从而证得结论;
(2)根据BF⊥面ACE,由线面垂直的性质得BF⊥AE,且BC⊥面ABE,则AE⊥BE,从而DE⊥BE,又BC⊥BE,故BC,DE所成角为二面D-BE-C的平面角,在三角形ADE中求出此角即可;
(3)根据AE⊥BE,AE⊥BF,BE∩BF=B,满足线面垂直的判定定理可得AE⊥平面BCE,而AE∥FG则FG⊥平面BCF,从而FG为三棱锥G-BCF的高,然后求出三角形BCF的面积,根据三棱锥的体积公式解之即可.
考试点:与二面角有关的立体几何综合题;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定.


知识点:本题主要考查了直线与平面平行的判定,以及与二面角有关的立体几何综合题,同时考查了体积的计算和转化的思想,属于中档题.