(2011•嘉定區(qū)三模)在三棱錐A-BCD中,AD⊥面BCD,BD⊥CD,AD=BD=2,CD=2
3
,E、F分別是AC和BC的中點.
(1)求三棱錐E-CDF的體積;
(2)求二面角E-DF-C的大。ㄓ梅慈呛瘮(shù)值表示).
分析:(1)以D為原點,以DB、DC、DC所在直線分別為x軸、y軸、z軸,建立空間直角坐標系,設點E到平面BCD的距離為d,則d=
|
n
DE
|
|
n
|
,然后根據(jù)錐體的體積公式解之即可.
(2)平面BCD的一個法向量為
n
=(0 , 0 , 1)
,然后求出平面DEF一個法向量
n
1
=(x,y,z)
,最后根據(jù)設二面角E-DF-C的大小為θ,由圖形可知θ是銳角,則二面角的余弦值為cosθ=
|
n
n
1
|
|
n
||
n
1
|
,從而求出二面角.
解答:解:(1)以D為原點,以DB、DC、DC所在直線分別為x軸、y軸、z軸,建立空間直角坐標系.
則D(0,0,0),A(0,0,2),E(0 , 
3
 , 1)
,…(2分)F(1 , 
3
 , 0)
,
因為AD⊥平面BCD,所以平面BCD的一個法向量為
n
=(0 , 0 , 1)
,…(3分)
DE
=(0 , 
3
 , 1)

設點E到平面BCD的距離為d,則d=
|
n
DE
|
|
n
|
=1

即三棱錐E-CDF的高為1,…(4分)
因為點F是BC的中點,所以S△CDF=S△BCD,…(5分)
所以三棱錐E-CDE的體積V=
1
3
•S
△CDF=
3
3
.…(7分)
(2)
DE
=(0 , 
3
 , 1)
,
DF
=(1 , 
3
 , 0)
,
設平面DEF一個法向量為
n
1
=(x,y,z)
,則
n
1
DE
,
n
1
DF
,從而
n
1
DE
=0
,
n
1
DF
=0
,即
3
y+z=0
x+
3
y=0
,…(9分)
y=-
3
,則x=z=3,
n
1
=(3 , -
3
 , 3)
.…(10分)
設二面角E-DF-C的大小為θ,由圖形可知θ是銳角,
所以cosθ=
|
n
n
1
|
|
n
||
n
1
|
=
21
7
.…(11分)
因此,二面角E-DF-C的大小為arccos
21
7
.…(12分)
點評:本題主要考查了錐體的體積計算,以及二面角平面角的度量,同時考查了利用空間向量的方法求解立體幾何問題,屬于中檔題.
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2
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1-2x
x
的定義域是
(0 , 
1
2
)
(0 , 
1
2
)

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