如图,在三棱锥 $A - BCD$ 中,$\angle BCD = 90^\circ $,$BC = CD = AB = 1$,$AB \perp BCD$,$E$ 为 $AC$ 中点,$F$ 在线段 $AD$ 上,且 $\dfrac{{AF}}{{AD}} = \lambda $.
【难度】
【出处】
2008年西北工业大学自主招生测试
【标注】
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间位置关系
    >
    空间的垂直关系
    >
    面面垂直
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间几何量
    >
    空间的角
    >
    二面角
  1. 当 $\lambda $ 为何值时,$BEF$ $ \perp ACB$,并证明;
    标注
    • 知识点
      >
      立体几何
      >
      空间位置关系
      >
      空间的垂直关系
      >
      面面垂直
    答案
    $\dfrac 12$
    解析
    易知$$CD \perp BC, CD \perp AB,$$所以$$CD \perp ABC,$$于是只需 $EF\parallel CD$ 即可,故 $\lambda = \dfrac{1}{2}$.
  2. 在 $(1)$ 的条件下,求二面角 $E - CF - B$ 的大小.
    标注
    • 知识点
      >
      立体几何
      >
      空间几何量
      >
      空间的角
      >
      二面角
    答案
    $60^\circ $
    解析
    由 $(1)$ 知 $EF \perp BE$,又 $BE \perp AC$,所以$$BE \perp ECF.$$作 $EH \perp CF$ 于 $H$,则 $\angle EHB$ 为所求二面角的平面角,如图.在 $\mathrm{Rt}\triangle ACD$ 中,$$AC = \sqrt 2 , CD = 1, AD = \sqrt 3 ,$$于是$$EF = \dfrac{1}{2}, EC = \dfrac{{\sqrt 2 }}{2}, CF = \dfrac{{\sqrt 3 }}{2},$$从而在 $\mathrm{Rt}\triangle ECF$ 中,$EH = \dfrac{{\sqrt 6 }}{6}$,
    故$$\tan \angle EHB = \dfrac{{BE}}{{EH}} = \sqrt 3 ,$$二面角 $E - CF - B$ 的大小为 $60^\circ $.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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