(1)
;(2)
;(3)存在点Q,使得AQ
BQ.
试题分析:(1)由三视图还原几何体为一个锥体,利用锥体体积公式求解;(2)法1:化空间角为平面角,在一个三角形内求值;法2:建立空间直角坐标系求解;(3)法1:假设存在,通过构造面面垂直来实现AQ
BQ;法2:建立空间直角坐标系,转化为两对应向量数量积为零,求出点Q的坐标.
试题解析:(1)由该几何体的三视图知
面
,且EC="BC=AC=4" ,BD=1,
∴
∴
.
即该几何体的体积V为
. 3分
(2)解法1:过点B作BF//ED交EC于F,连结AF,
则∠FBA或其补角即为异面直线DE与AB所成的角. 5分
在△BAF中,∵AB=
,BF=AF=
.
∴
.
即异面直线DE与AB所成的角的余弦值为
. 7分
解法2:以C为原点,以CA,CB,CE所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系.
则A(4,0,0),B(0,4,0),D(0,4,1),E(0,0,4)
∴
,∴
∴异面直线DE与AB所成的角的余弦值为
.
(3)解法1:在DE上存在点Q,使得AQ
BQ. 8分
取BC中点O,过点O作OQ⊥DE于点Q,则点Q满足题设.
连结EO、OD,在Rt△ECO和Rt△OBD中
∵
∴
∽
∵
∴
∴
.11分
∵
,
∴
∴以O为圆心、以BC为直径的圆与DE相切.切点为Q
∴
∵
面
,
面
∴
∴
面
13分
∵