12立体几何初步★★★★☆
设
M,
N 是直角梯形
ABCD 两腰的中点,
DE⊥AB 于
E (如图). 现将
△ADE 沿
DE 折起,使二面角
A−DE−B 为
45∘,此时点
A 在平面
BCDE 内的射影恰为点
B,则
M,
N 的连线与
AE 所成角的大小等于______.
\begin{answer}
90∘
\end{answer}
\begin{solution}
设平面
BCDE 为
z=0,取
DE 为
y 轴,令
E=(0,0,0),
D=(0,d,0),
B=(u,0,0),
C=(u,d,0),其中
u>0,
d>0. 点
A 在平面
BCDE 内的射影为
B,故可设
A=(u,0,v). 二面角
A−DE−B 为
45∘,所以在过
E 且垂直于
DE 的截面内,直线
EA 与
EB 所成的角为
45∘. 因而
cos45∘=u2+v2u,得
v2=u2.
由中点坐标公式,
M,
N 分别为
AD,
BC 的中点,所以
M=(2u,2d,2v),
N=(u,2d,0). 于是
MN=(2u,0,−2v),
AE=(−u,0,−v),从而
MN⋅AE=−2u2+2v2=0. 因此
MN⊥AE,两直线所成角为
90∘.
\end{solution}
2005 · 浙江 · 文 · 第 12 题 · 填空题