如图,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,△ACD为等边三角形,AD=DE=2AB,F为CD的中点.(1)求证:AF∥平面BCE;(2)求证:平面BCE⊥平面CDE;(3)求直线BF和平面BCE所成角的正弦值.

问题描述:

如图,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,△ACD为等边三角形,AD=DE=2AB,F为CD的中点.

(1)求证:AF∥平面BCE;
(2)求证:平面BCE⊥平面CDE;
(3)求直线BF和平面BCE所成角的正弦值.

(1)证明:取CE的中点G,连FG、BG.∵F为CD的中点,∴GF∥DE且GF=12DE.∵AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,∴AB∥DE,∴GF∥AB.又AB=12DE,∴GF=AB.∴四边形GFAB为平行四边形,则AF∥BG.∵AF⊄平面BCE,BG⊂平面BCE...
答案解析:(1)取CE的中点G,由三角形的中位线性质证明四边形GFAB为平行四边形,得到AF∥BG,从而证明AF∥平面BCE.
(2)通过证明AF⊥CD,DE⊥AF,从而证明AF⊥平面CDE,再利用BG∥AF证明BG⊥平面CDE,进而证明平面BCE⊥平面CDE.
(3)在平面CDE内,过F作FH⊥CE于H,由平面BCE⊥平面CDE,得 FH⊥平面BCE,故∠FBH为BF和平面BCE所成的角,解Rt△FHB求出∠FBH的正弦值.
考试点:平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定;直线与平面所成的角.


知识点:本题考查证明线面平行的方法,2个平面垂直的方法,求直线与平面成的角的方法,属于中档题.