Question

如圖,矩形ABCD和梯形BEFC所在平面互相垂直，BE//CF，BCF=CEF=,AD=,EF=2．
（Ⅰ）求證：AE//平面DCF；
（Ⅱ）當AB的長為何值時,二面角A-EF-C的大小為．

Answer 1

（1）見解析；（2）.

由于理科有空間向量的知識，在解決立體幾何試題時就有兩套根據(jù)可以使用，這為考生選擇解題方案提供了方便，但使用空間向量的方法解決立體幾何問題也有其相對的缺陷，那就是空間向量的運算問題，空間向量有三個分坐標，在進行運算時極易出現(xiàn)錯誤，而且空間向量方法證明平行和垂直問題的優(yōu)勢并不明顯，所以在復(fù)習立體幾何時，不要純粹以空間向量為解題的工具，要注意綜合幾何法的應(yīng)用。（1）只要過點作的平行線即可；（2）由于點是點在平面內(nèi)的射影，只要過點作的垂線即可很容易地作出二面角的平面角，剩下的就是具體的計算問題。或者建立空間直角坐標系，使用法向量的方法求解。
方法一：（Ⅰ）證明：過點作交于，連結(jié)，

可得四邊形為矩形，又為矩形，所以，從而四邊形為平行四邊形，故．因為平面，平面，
所以平面．………6分
（Ⅱ）解：過點作交的延長線于，連結(jié)．
由平面平面，，得平面，
從而．所以為二面角的平面角．
在中，因為，，
所以，．又因為，所以，
從而，于是，
因為所以當為時，
二面角的大小為………12分

方法二：如圖，以點為坐標原點，以和分別作為軸，軸和軸，建立空間直角坐標系．設(shè)，
則，，，，．
（Ⅰ）證明：，，，
所以，，從而，，
所以平面．因為平面，所以平面平面．
故平面．………6分
（Ⅱ）解：因為，，所以，，從而
解得．所以，．設(shè)與平面垂直，
則，，解得．又因為平面，，所以，
得到．所以當為時，二面角的大小為．………12分