您的位置首页百科问答

如图,已知多面体ABCDEF中,ABCD为菱形,∠ABC=60°,AE⊥平面ABCD,AE∥CF,AB=AE=1,AF⊥BE.

如图,已知多面体ABCDEF中,ABCD为菱形,∠ABC=60°,AE⊥平面ABCD,AE∥CF,AB=AE=1,AF⊥BE.

【解答】(I)证明:∵AE∥CF,∴四点ACFE共面.

如图所示,连接AC,BD,相交于点O,

∵四边形ABCD是菱形,∴对角线BD⊥AC,

∵AE⊥平面ABCD,

∴AE⊥BD,又AE∩AC=A,

∴BD⊥平面ACFE,

∴BD⊥AF,

又AF⊥BE,BE∩BD=B,

∴AF⊥平面BDE,

AF⊂平面BAF,

∴平面BAF⊥平面BDE.

(II)解:取BC的中点M,∵∠ABC=60°,AB=BC,

∴△ABC是等边三角形,∴AM⊥BC,又BC∥AD,

∴AM⊥AD,建立空间直角坐标系,

A(0,0,0),B(

,-

,0),F(

,z),D(0,1,0),E(0,0,1).

=(

,-

,0),

=(

,z),

=(0,1,0),

=(-

,1).

∵AF⊥BE.

=-

+

+z=0,解得z=

设平面ABF的法向量为

=(x,y,z),

,∴

,取

=(1,

,-2

).

同理可得:平面AFD的法向量

=(1,0,-

).

∴cos<

>=

=

=

由图可知:二面角B-AF-D的平面角为钝角,

∴二面角B-AF-D的余弦值为-