如图所示,在四棱锥E-ABCD中,底面ABCD是正方形,AC与BD交于点O,EC⊥底面ABCD,F为BE的中点.

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  • 解题思路:(1)证明BD⊥AC,BD⊥EC,从而证明平面BDE⊥平面ACE.

    (2)由EC是平面ABCD的垂线,当M为O点时,直线EM与平面ABCD所成角的最大,从而求正方形ABCD的边长;当G为EO中点时,存在CG⊥平面BDE.

    (1)证明:∵底面ABCD是正方形

    ∴BD⊥AC,

    ∵EC⊥底面ABCD

    ∴BD⊥EC

    ∴BD⊥平面ACE,

    ∴平面BDE⊥平面ACE.

    (2)①点M为线段BD上的一个动点,

    ∵EC⊥底面ABCD

    ∴直线EM与平面ABCD所成角为∠EMC,tan∠EMC=

    EC

    CM.

    当CM最小时,直线EM与平面ABCD所成角的最大,

    当BD⊥CM时,即M为O点时,直线EM与平面ABCD所成角的最大.

    此时CO=1,正方形ABCD的边长为

    2.

    ②存在,当G为EO中点时,即[EG/EO]=[1/2]时,CG⊥平面BDE.

    ∴BD⊥平面ACE

    ∴BD⊥CG,

    又∵△ECO为等腰三角形

    ∴CG⊥EO,

    ∴CG⊥平面BDE.

    点评:

    本题考点: 平面与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题.

    考点点评: 本题主要考查线面垂直、面面垂直、线面角等知识,属于中档题.