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已知菱形ABCD底边长为2a.角BAD=60°,AE,CF都垂直于平面ABCD,且AE=3a,CF=a,E,F在ABCD

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/01 11:32:44
已知菱形ABCD底边长为2a.角BAD=60°,AE,CF都垂直于平面ABCD,且AE=3a,CF=a,E,F在ABCD同侧,求证:平面EBD⊥平面FBD.
证明 :过E作EG⊥BD交BD于G ,连接FG,AC
∵四边形ABCD为菱形 且AE,CF都垂直于平面ABCD
∴FB=FD ,EB=ED
∴G为BD的中点
∴FG⊥BD
∴∠FGE为二面角EBD-FBD.的平面角
∵G为BD的中点 且四边形ABCD为菱形
∴A,G,C在一条直线上 ,且AC⊥BD
∵AB=2a ∠BAD=60°
∴AG=CG=2asin60=√3a
∵AE⊥平面ABCD 且AE=3a,
∴EG²=9a²+3a²=12a²
同理FG²=a²+3a²=4a²
过F作FH‖CA交AE于H
∵AE,CF都垂直于平面ABCD
∴AE,‖CF 且AE⊥AC
∴四边形HFCA是平行四边形 且AE⊥FH
∴FH=AC=2√3a
∴在RtΔFHE中 ∠FHE=90° FH=2√3a HE=AE--FC=2a
∴EF²=4a²+12a²=16a²
∴在ΔEFG中 EF²=FG²+EG²=12a²
∴∠FGE为直角
∴平面EBD⊥平面FBD.