如图,已知矩形ABCD的边AB=2,BC=
,点E、F分别是边AB、CD的中点,沿AF、EC分别把三角形ADF和三角形EBC折起,使得点D和点B重合,记重合后的位置为点P.(1)求证:平面PCE⊥平面PCF;
(2)设M、N分别为棱PA、EC的中点,求直线MN与平面PAE所成角的正弦;
(3)求二面角A-PE-C的大小.在线课程
(1)证明:∵PE=PF=1,EF=
,∴PE⊥PF∵PE⊥PC,PC∩PF=P
∴PE⊥平面PCF
∵PE?平面PCE
∴平面PCE⊥平面PCF;(4分)
(2)如图,建立坐标系,则

,
平面PAE的法向量是
,设MN与平面PAE 所成的角为θ∴
(9分)(3)平面PAE的法向量是
,设平面PEC的法向量
∴
,则
所以

所以

所以二面角A-PE-C的大小为135°(14分)
分析:(1)证明平面PCE⊥平面PCF,利用面面垂直的判定,证明PE⊥平面PCF即可;
(2)建立坐标系,用坐标表示点与向量,利用向量的夹角公式,即可求解;
(3)求出平面PAE的法向量是
,平面PEC的法向量,利用
.即可求得结论.点评:本题考查线面垂直,考查线面角,面面角,解题的关键是正确运用面面垂直的判定,正确建立坐标系,利用向量的方法解决立体几何问题.