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如图,矩形ABCD和梯形BEFC所在平面互相垂直,BE∥CF,∠BCF=∠CEF=
90°,AD=,EF=2,
(Ⅰ)求证:AE∥平面DCF;
(Ⅱ)当AB的长为何值时,二面角A-EF-C的大小为60°?
(Ⅰ)证明:过点E做EG⊥CF交CF于G,连接DG,
可得四边形BCGE为矩形,
又ABCD为矩形,
所以AD∥EG且AD=EG,从而四边形ADGE为平行四边形,
故AE∥DG。
因为AE平面DCF,DG平面DCF,
所以AE∥平面DCF。
(Ⅱ)解:过点B做BH⊥EF交FE的延长线与H,连接AH。
&&&&&& & 由平面ABCD⊥平面BEFC,AB⊥BC,得
&&&&&& & AB⊥平面BEFC,从而AH⊥EF,
&&&&&& & 所以∠AHB为二面角A-EF-C的平面角。
&&&&&& & 在Rt△EFG中,因为EG=AD=,EF=2,所以∠CFE=60&,FG=1.
&&&&&& & 又因为CE⊥EF,所以CF=4,
&&&&&& & 从而BE=CG=3,
&&&&&& & 于是BH=BE·sin∠BEH=。
&&&&& & 因为AB=BH·tan∠AHB,
&&&&&& & 所以当AB为时,二面角A-EF-C的大小为60&。
&&&&&& & 如图,以点C为坐标原点,以CB、CF和CD分别作为轴、轴和轴,建立空间直角坐标系。
&&&&&& & 设AB=,BE=,CF=,
&&&&&& & 则,,,,
(Ⅰ)证明:,,,
&&&&&& & 所以,,从而CB⊥AE,CB⊥BE,
&&&&&& & 所以CB⊥平面ABE。
&&&&&& & 因为CB⊥平面DCF,所以平面ABE∥平面DCF,
&&&&&& & 故AE∥平面DCF。
(Ⅱ)解:因为,,
&&&&&& & 所以,,
从而,解得,,
设与平面AEF垂直,
又因为BA⊥平面BEFC,
所以当AB为时,二面角A-EF-C的大小为60&。
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