题目
如图,四边形ABCD是边长为2的正方形,△ABE为等腰三角形,AE=BE,平面ABCD⊥平面ABE,点F在CE上,且BF⊥平面ACE. (Ⅰ)判断平面ADE与平面BCE是否垂直,并说明理由; (Ⅱ)求点D到平面ACE的距离.
答案:(Ⅰ) 垂直 (Ⅱ) 解析:(Ⅰ)因为BF⊥平面ACE,所以BF⊥AE. (2分 因为平面ABCD⊥平面ABE,BC⊥AB, 平面ABCD∩平面ABE=AB,所以BC⊥平面ABE, 从而BC⊥AE. (5分) 于是AE⊥平面BCE,故平面ADE⊥平面BCE. (6分) (Ⅱ)方法一:连结BD交AC与点M,则点M是BD的中点,所以点D与点B到平面ACE的距离相等. 因为BF⊥平面ACE,所以BF为点B到平面ACE的距离. (8分) 因为AE⊥平面BCE,所以AE⊥BE. 又AE=BE,所以△AEB是等腰直角三角形. 因为AB=2,所以BE=. (9分) 在Rt△CBE中,. (10分) 所以. 故点D到平面ACE的距离是. (12分) 方法二:过点E作EG⊥AB,垂足为G,因为平面ABCD⊥平面ABE,所以EG⊥平面ABCD. 因为AE⊥平面BCE,所以AE⊥BE.又AE=BE,所以△AEB是等腰直角三角形,从而G为AB的中点.又AB=2,所以EG=1. (8分) 因为AE⊥平面BCE ,所以AE⊥EC. 又AE=BE=,. (10分) 设点D到平面ACE的距离为h,因为VD-ACE=VE-ACD,则. 所以,故点D到平面ACE的距离是. (12分)