如图,一简单几何体ABCDE的一个面ABC内接于圆O,G、H分别是AE、BC的中点,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,且DC⊥平面ABC.

所属学校:学历教育 科目:高中数学 2024-01-14 16:31:51 高中数学

如图,一简单几何体ABCDE的一个面ABC内接于圆O,G、H分别是AE、BC的中点,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,且DC⊥平面ABC.

(Ⅰ)证明:GH∥平面ACD;

(Ⅱ)若AC=BC=BE=2,求二面角O﹣CE﹣B的余弦值.

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【答案】

解:(Ⅰ)证明:连结GO,OH

∵GO∥AD,OH∥AC…(2分)

∴GO∥平面ACD,OH∥平面ACD,又GO交HO于O…(.4分)

∴平面GOH∥平面ACD…(5分)

∴GH∥平面ACD…(6分)

(Ⅱ)以CB为x轴,CA为y轴,CD为z轴,建立如图所示的直角坐标系

则C(0,0,0),B(2,0,0),A(0,2,0),O(1,1,0),E(2,0,2)

平面BCE的法向量1=(0,1,0),设平面OCE的法向量2=(x0 . y0 . z0).…(8分)

3=(2,0,2),4=(1,1,0).

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令x0=﹣1,∴2=(﹣1,1,1).…(10分)

∵二面角O﹣CE﹣B是锐二面角,记为θ,则

cosθ=|cos<1,2>|=7=8=9

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【解析】

(Ⅰ)连结GO,OH,证明GO∥平面ACD,OH∥平面ACD,利用平面与平面平行的判定定理证明平面GOH∥平面ACD.然后证明GH∥平面ACD.

(Ⅱ)以CB为x轴,CB为y轴,CD为z轴,建立如图所示的直角坐标系,求出C,B,A(,O,E的坐标,平面BCE的法向量1 , 平面OCE的法向量2 . 二面角O﹣CE﹣B是锐二面角,记为θ,利用空间向量的数量积求解cosθ即可。

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