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已知多面体ABCDE中,AB⊥平面ACDDE⊥平面ACD AC = AD = CD = DE = 2aAB = aFCD的中点.

 

(Ⅰ)求证:AF⊥平面CDE

(Ⅱ)求异面直线ACBE所成角余弦值;

(Ⅲ)求面ACD和面BCE所成二面角的大小.

解:(Ⅰ)∵DE⊥平面ACD,AF平面ACD ∴DE⊥AF  

            又∵AC=AD=CD,F为CD中点     

            ∴AF⊥CD,又∵CD∩D∴AF⊥平面CDE                 

   (Ⅱ)∵DE∥AB    

            取DE中点M,连结AM、CM,

则四边形AMEB为平行四边形

            AM∥BE,则∠CAM为AC与BE所成的角    

中,AC=2a

AM=   

                        CM=

            由余弦定理得,,

∴异面直线AC、BE所成的角的余弦值为 

   (Ⅲ)延长DA,EB交于点G,连结CG

因为,所以A为GD中点

又因为F为CD中点,所以 

因为AF⊥平面CDE,所以CG⊥平面CDE

为面和面所成二面角的平面角 

易求

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.
.
1
2
CD
,△ABC是正三角形.
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