因为ACC平面ABCD,所以AA⊥AC,又AB L AC,AA∩AB=A,AA,'ABC平面ABB,A,
所以AC⊥平面ABBA,因为BEC平面ABB,A,所以AC⊥BE.
因为4B=1,4C=M=2,正=4杯,所以B2BB
AE 1 AB
,∠EAB=∠ABB=90°,
所以△ABE∽△BB,A,所以∠ABE=∠ABB,
因为∠BAB+∠ABB=90°,所以∠BAB+∠ABE=90°,所以BE⊥AB,
又AC∩AB,=A,AC,AB,C平面ACB,所以BE⊥平面ACB,.(6分)
(2)因为AA⊥底面ABCD,AB,ACC平面ABCD,所以AA⊥AB,AA⊥AC,
因为AB⊥AC,所以AC,AB,AA两两垂直,所以以A为原点,AC,AB,AA所在直线分别为x轴,
y轴,z轴建立空间直角坐标系如图所示,则A(0,0,0),B(0,1,0),C(2,0,0),D(1,-2,0),D(1,-2,2),
D
C
B
由(1)知,丽-(0,L-面4ac的一个法向量。设元=(k,火)为平面0C的一个法向量,
i·AD,=0mmx-2y+2z=0
因为AD=((1,-2,2),AC=(2,0,0),所以
。,即
元.AC=0'
2x=0
2:-0,令:=1,可得万=01.
所以cosn,EB=
n.EB
10,所以平面D1C与平面84C夹角的余弦值为V
V10
·EB
+x2
2.(12分)
10
4
3》设F=cD-(2-2,0,0≤11.则F2-元2,0,F-(2-名22
设F到直线BE的距离为d,则d=EFV1-cos2EB,EF
EB.EF
EF
"
1+
所以当九s时,名,即F到直线E距离的最小值为7分》
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19.(17分)
【详解】(1):AP⊥DQ,∴.DQ⊥截面2,当Q在点M处时,DQ在平面BAAB,内的射影为AK,
当Q在点N时,DQ在平面ABCD内的射影为DC,令E,F分别为AB,DC的中点,过A的截面AEFD与AK
和DC均垂直,即与DQ垂直,即截面2为AEFD,当Q在点M处时,DQ在平面BAA,B,内的射影为AK,
DQ在平面ABCD内的射影为DH,过A的截面为AECG与AK和DH均垂直,即与DQ垂直,即截面2为
AECG,当Q在MN上移动时,截面2绕A,转动,当Q在点N时,DQ在面ABCD射影为DC,
由面面平等的性质可知截面2总为平行四边形;(6分)
D
G
B
D.
(2)不存在
理由:以D为坐标原点,DA,DC,DD所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,
D
D
B
A
A
D
B
过Q作QZ⊥BC于Z,由题意得QZ⊥平面ABCD,∴.QZ是平面ABCD的一个法向量,
QD为平面Q的一个法向量,:∠D0Z为Q和底面ABCD的夹角,:cos∠DQZ-兴≤5
DQ52,
存在1,使得D和底面4BCD的夹角大于行:不否存在元,使得Q和底面4BCD的夹角为写,(12分)
3
(3)设截面2与DC交于点P,与DC交于P,四棱锥B-A,EPP被平面BEP,分成两个三棱锥为三棱锥
P-BEP,三棱锥P-BEA,两个三棱锥底面无论截面Ω变化,底面面积均不变,两个三棱锥的高均为正
方体的棱长,∴.三棱锥P-BEP,三棱锥P-BEA的体积为定值,.点B和Ω形成的多面体为定值.(17分)
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