5.本题主要考查直线与直线、直线与平面的位置关系、二面角的概念等基础知识;考查空间想像能力、推理论证能力和探索问题、解决问题的能力.满分13分.
解:法一:(1)如图:在△ABC中,由E、F分别是AC、BC中点,得EF//AB,
(2)∵AD⊥CD,BD⊥CD
∴∠ADB是二面角A―CD―B的平面角
∴AD⊥BD ∴AD⊥平面BCD
取CD的中点M,这时EM∥AD ∴EM⊥平面BCD
过M作MN⊥DF于点N,连结EN,则EN⊥DF
∴∠MNE是二面角E―DF―C的平面角
在Rt△EMN中,EM=1,MN=
∴tan∠MNE=,cos∠MNE=
(Ⅲ)在线段BC上存在点P,使AP⊥DE
证明如下:在线段BC上取点P。使,过P作PQ⊥CD与点Q,
∴PQ⊥平面ACD ∵在等边△ADE中,∠DAQ=30°
∴AQ⊥DE∴AP⊥DE
法二:(2)以点D为坐标原点,直线DB、DC为x轴、y轴,建立空间直角坐标系,则A(0,0,2)B(2,0,0)C(0,
则 即
所以二面角E―DF―C的余弦值为
(3)在平面坐标系xDy中,直线BC的方程为
设
所以在线段BC上存在点P,使AP⊥DE
另解:设
又
把,
所以在线段BC上存在点P使AP⊥DE
- 答案