(2006•辽宁)已知正方形ABCD.E、F分别是AB、CD的中点,将△ADE沿DE折起,如图所示,记二面角A-DE-C
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解题思路:(1)根据直线与平面平行的判定定理可知,只要在平面ADE内找到与直线BF平行的直线就可以了,易证四边形EBFD为平行四边形;

(2)判断点A在平面BCDE内的射影G是否在直线EF上,可以从两种角度去思考:

方法一:过点A作AG垂直于平面BCDE,垂足为G,然后证明射影G在直线EF上.

方法二:连接AF,在平面AEF内过点作AG′⊥EF,垂足为G′.然后再证明AG′⊥平面BCDE,即G′为A在平面BCDE内的射影G.

二面角的度量关键在于找出它的平面角,构造平面角常用的方法就是三垂线法.由前面“判断点A在平面BCDE内的射影G是否在直线EF上”可知:AG⊥平面BCDE,所以过G作GH垂直于ED于H,连接AH,则AH⊥DE,所以∠AHG为二面角A-DE-C的平面角.即∠AHG=θ

(Ⅰ)证明:EF分别为正方形ABCD得边AB、CD的中点,

∵EB∥FD,且EB=FD,

∴四边形EBFD为平行四边形.

∴BF∥ED

∵EF⊂平面AED,而BF⊄平面AED

∴BF∥平面ADE.

(Ⅱ)解法1:

如右图,点A在平面BCDE内的射影G在直线EF上,

过点A作AG垂直于平面BCDE,垂足为G,连接GC,GD.

∵△ACD为正三角形,

∴AC=AD

∴CG=GD

∵G在CD的垂直平分线上,

∴点A在平面BCDE内的射影G在直线EF上,

过G作GH垂直于ED于H,连接AH,则AH⊥DE,

所以∠AHG为二面角A-DE-C的平面角.即∠AHG=θ

设原正方体的边长为2a,连接AF

在折后图的△AEF中,AF=

3a,EF=2AE=2a,

即△AEF为直角三角形,AG•EF=AE•AF

∴AG=

3

2a

在Rt△ADE中,AH•DE=AE•AD

∴AH=

2

5a

∴GH=

a

2

5

cosθ=

GH

AH=

1

4.

解法2:点A在平面BCDE内的射影G在直线EF上

连接AF,在平面AEF内过点作AG′⊥EF,垂足为G′.

∵△ACD为正三角形,F为CD的中点,

∴AF⊥CD

又因EF⊥CD,

所以CD⊥平面AEF

∴CD⊂平面BCDE

∴平面AEF⊥平面BCDE

又∵平面AEF∩平面BCDE=EF,AG′⊥EF

∴AG′⊥平面BCDE

∴G′为A在平面BCDE内的射影G.

即点A在平面BCDE内的射影在直线EF上

过G作GH垂直于ED于H,连接AH,则AH⊥DE,

所以∠AHG为二面角A-DE-C的平面角.即∠AHG=θ

设原正方体的边长为2a,连接AF

在折后图的△AEF中,AF=

3a,EF=2AE=2a,

即△AEF为直角三角形,AG•EF=AE•AF

∴AG=

3

2a

在Rt△ADE中,AH•DE=AE•AD

∴AH=

2

5a

∴GH=

a

2

5

cosθ=

GH

AH=

1

4.

点评:

本题考点: 直线与平面平行的判定;与二面角有关的立体几何综合题.

考点点评: 本小题考查空间中的线面关系,解三角形等基础知识考查空间想象能力和思维能力.