Question

如图多面体，它的正视图为直角三角形，侧视图为矩形，俯视图为直角梯形（尺寸如图所示）．
（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°？

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）利用三视图和线面、面面平行的判定定理、性质定理即可证明；
（Ⅱ）通过验证条件，先证明∠DEC为二面角A-EF-C的平面角，进而求出即可．
解答：解：（Ⅰ）证明：由三视图可知：△ABE与△DCF皆为直角三角形，且AB⊥BE，DC⊥CF，
侧面矩形ABCD⊥底面直角梯形BEFC，且BC=，EF=2，∠CEF=90°．
由以上可得：AB∥CD，BE∥CF．
又AB?平面DCF，DC?平面DCF，∴AB∥平面DCF；
同理可证BE∥平面DCF．
又AB∩BE=B，∴平面ABE∥平面DCF．
∴AE∥平面DCF．
（Ⅱ）如图所示：
当AB=DC=6时，二面角A-EF-C的大小为60°．下面给出证明：
过点E作EM⊥CF，垂足为M，则EM∥BC，又BE∥CM，
∴四边形BCME为矩形，∴EM=．
在Rt△EFM中，，∴∠EFM=60°．
∴∠FEM=30°．
∵∠FEC=90°，∴∠CEM=60°，FE⊥CE．
在Rt△CEM中，CE==．
∵DC⊥BC，平面ABCD⊥平面BCFE，
∴DC⊥平面BCFE，∴DC⊥EF．
又∵DC∩CE=C，∴FE⊥平面DCE，∴FE⊥DE，
∴∠DCE是二面角A-EF-C的平面角，其大小为60°．
在Rt△DCE中，DC=CEtan60°=6=AB．
故当AB的长6时，二面角A-EF-C的大小为60°．
点评：熟练掌握三视图的法则和线面、面面平行的判定定理、性质定理、二面角的平面角的定义和作法是解题的关键．