(2014•临沂三模)在如图所示的几何体中,△ABC是边长为2的正三角形,△BCD为等腰直角三角形,且BD=CD,AE=

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  • 解题思路:第(1)问,要证AC∥平面BDE,只需在平面BDE内找一条直线与AC平行,考虑到“平面BCD⊥平面ABC,且△BCD为等腰直角三角形”,则取BC中点M,连接DM,则DM⊥平面ABC,且DM平行且等于[1/2]AE,再在△ABE中连接BE中点P与AB中点N,则PN平行且等于[1/2]AE,容易想到四边形DMNP是平行四边形,则再利用中位线定理结合平行四边形性质易证AC∥DP,则问题获证;

    第(2)问,由第(1)问可得AM⊥BC,且△ABC是等边三角形,且相关的线段长度已知,因此可以以M为原点,AM为x轴,MB为y轴,MD为z轴建立空间直角坐标系,然后结合所求的二面角,给出相应的点的坐标,再求出两个平面的法向量,两个法向量的夹角(或补交)就是所求的二面角的大小.

    (Ⅰ)证明:分别取BC,BA,BE的中点M,N,P,

    连接DM,MN,NP,DP,

    则MN∥AC,NP∥AE,且NP=[1/2AE=1,

    ∵△BCD是等腰直角三角形,且BD=CD,BC=2,

    ∴DM⊥BC,DM=1,

    又平面BCD⊥平面ABC,∴DM⊥平面ABC,

    又AE⊥平面ABC,∴DM∥AE,

    ∴DM∥NP,DM=NP,

    ∴平行四边形DMNP为平行四边形,

    ∴MN∥DP,∴AC∥DP,

    又AC⊄平面BDE,DP⊂平面BDE,

    ∴AC∥平面BDE.

    (Ⅱ)由(Ⅰ)知DM⊥平面ABC,AM⊥BC,

    建立如图所示的空间直角坐标系M-xyz.

    则B(0,1,0),C(0,-1,0),D(0,0,1),E(-

    3],0,2),

    BD=(0,−1,1),

    DE=(−

    3,0,1),

    CD=(0,1,1)

    设平面BDE的一个法向量为

    n1=(x1,y1,z1),

    n1•

    点评:

    本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;直线与平面平行的判定.

    考点点评: 利用空间向量求二面角几乎每年必考的内容,解决此类问题关键是利用垂直与对称的关系建立空间直角坐标系,把已知的和所求的点的坐标表示出来,特别是关键点的坐标,然后把直线转换成其方向向量,求出面的法向量,从而可以计算异面直线所成的角、线面角、二面角,同时要注意所求角的范围.