Question

如圖，在四棱錐E-ABCD中，AB⊥平面BCE，CD⊥平面BCE，AB=BC=CE=2CD=2，∠BCE=120°．
①求證：平面ADE⊥平面ABE；
②求點C到平面ADE的距離．

Answer 1

解法1：①取BE的中點O，連OC．
∵BC=CE，∴OC⊥BE．又AB⊥平面BCE．
以O為原點建立空間直角坐標系O-xyz如圖，
則由已知條件有：C（1，0，0），，D（1，0，1），（4分）
設平面ADE的法向量為n=（a，b，c），
則由n•==．
及n•==．
可取=（6分）
又AB⊥平面BCE．
∴AB⊥OC．OC⊥平面ABE
∴平面ABE的法向量可取為=（1，0，0）．
∵=•（1，0，0）=0，
∴
∴平面ADE⊥平面ABE．（8分）
②點C到平面ADE的距離為（12分）
解法2：①取BE的中點O，AE的中點F，連OC，OF，CD．則OF
∵AB⊥平面BCE，CD⊥平面BCE，AB=2CD
∴CD ，OFCD
∴OC∥FD （3分）
∵BC=CE，
∴OC⊥BE．又AB⊥平面BCE．
∴OC⊥平面ABE．
∴FD⊥平面ABE．
從而平面ADE⊥平面ABE．（6分）
②∵CD ，延長AD，BC交于T
則C為BT的中點．
點C到平面ADE的距離等于點B到平面ADE的距離的．（8分）
過B作BH⊥AE，垂足為H．
∵平面ADE．⊥平面ABE．
∴BH⊥平面BDE．
由已知有AB⊥BE．BE=，AB=2，
∴BH=，
從而點C到平面ADE的距離為（12分）
分析：解法1①取BE的中點O，連OC．BC=CE，OC⊥BE．又AB⊥平面BCE，以O為原點建立空間直角坐標系O-xyz．寫出要用的點的坐標，表示出兩個平面的法向量，根據兩個法向量垂直得到面面垂直．
②根據寫出的點的坐標，得到直線對應的向量的坐標，根據兩個向量之間所成的角得到線面角．
解法2①做出輔助線，取BE的中點O，AE的中點F，連OC，OF，CD，AB⊥平面BCE，CD⊥平面BCE，根據線面垂直得到面面垂直．
②根據CD ，延長AD，BC交于T，得到C為BT的中點．得到點C到平面ADE的距離等于點B到平面ADE的距離的，做出結果．
點評：本題考查線面垂直和點到面的距離，本題求距離也可以這樣解：OC∥FD，點C到平面ADE的距離等于點O到平面ADE的距離為．或取A B的中點M．易證CM∥DA．點C到平面ADE的距離等于點M到平面ADE的距離為．