如图,一简单几何体ABCDE的一个面ABC内接于圆O,G、H分别是AE、BC的中点,AB是圆O的直径,四边形DCBE为平行四边形,且DC⊥平面ABC.
(Ⅰ)证明:GH∥平面ACD;
(Ⅱ)若AC=BC=BE=2,求二面角O﹣CE﹣B的余弦值.
【答案】解:(Ⅰ)证明:连结GO,OH
∵GO∥AD,OH∥AC…(2分)
∴GO∥平面ACD,OH∥平面ACD,又GO交HO于O…(.4分)
∴平面GOH∥平面ACD…(5分)
∴GH∥平面ACD…(6分)
(Ⅱ)以CB为x轴,CA为y轴,CD为z轴,建立如图所示的直角坐标系
则C(0,0,0),B(2,0,0),A(0,2,0),O(1,1,0),E(2,0,2)
平面BCE的法向量=(0,1,0),设平面OCE的法向量=(x0 . y0 . z0).…(8分)
=(2,0,2),=(1,1,0).
∴则,
令x0=﹣1,∴=(﹣1,1,1).…(10分)
∵二面角O﹣CE﹣B是锐二面角,记为θ,则
cosθ=|cos<,>|===
【解析】(Ⅰ)连结GO,OH,证明GO∥平面ACD,OH∥平面ACD,利用平面与平面平行的判定定理证明平面GOH∥平面ACD.然后证明GH∥平面ACD.
(Ⅱ)以CB为x轴,CB为y轴,CD为z轴,建立如图所示的直角坐标系,求出C,B,A(,O,E的坐标,平面BCE的法向量 , 平面OCE的法向量 . 二面角O﹣CE﹣B是锐二面角,记为θ,利用空间向量的数量积求解cosθ即可。