又是一道几何题,求解,很难的!!!!PS:四边形ABCD是正方形,求∠EAF

作者&投稿:宫松 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
在如图所示的几何体中,四边形ABCD为正方形,EA⊥面ABCD~

作AH⊥FB,(H在FB上),连DH,ABCD为正方形,EA⊥面ABCD,AD⊥BAEF面,FB⊥AD,DH⊥AD,∠AHD是二面角A-FB-D,作EG∥FB,(G在AB上),△ABH∽△EGA,AH=8/√13,DH=4√(17/13), cosα=2/√17.

此题属于一类经典的平面几何题,用常规证法不太容易,但用反证法(或同一法)却有奇效!

只需证EFGH为矩形,以下利用全等显然。

用反证法,反设EFGH不是矩形,它的四个内角中至少有一个钝角,不妨设∠G为钝角。

作BF'垂直FG于F',DG'垂直FG于G'.
易证△CDG'≌△CBF',故CG'=BF'.

但∠G为钝角,故CG'>CG; 斜边大于直角边,故BF'≤BF.
于是CG<BF, 矛盾于已知!
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To "shachuli": 我又检查了一遍我的证明,没问题呀……只是把"BF'≤BF"打成"BF'<BF"了。能详细说说我的证明哪里依赖于∠F和∠G的关系吗?

以点B为做标原点,建立直角坐标系,用向量的坐标运算会比较简单
我算出来是cos∠EAF=6/23

设BC长为1,BE为2x,因为角BEC=60度,所以CE=x,有勾股定理得BE^2=CE^2+BC^2
即4x^2=x^2+1,x=√3/3,即CE=√3/3,BE=2√3/3,DE=DC-CE=1-√3/3
tan∠DAE=DE/AD=1-√3/3,tan∠BAF=BF/AB=(BC+CF)/AB=1+√3/3
tan∠EAF=tan(90-∠DAE-∠BAF)=1/tan(∠DAE+∠BAF)=(1-tan∠DAE*tan∠BAF)/(tan∠DAE+tan∠BAF)=[1-(1-√3/3)(1+√3/3)]/[(1-√3/3)+(1+√3/3)]=1/6
所以∠EAF=arctan1/6

解:设CE=CF=1,
∵∠BEC=60°,∴AB=AD=CD=BC=根号3,∴BF=根号3+1,DE=根号3-1.
∴tan∠AFB=AB/BF=0.63,tan∠DAE=DE/AD=0.42,∴∠AFB=32.37°,∠DAE=22.91°
∵AD//BC,∴∠DAF=∠AFB=32.37°,
∴∠EAF=∠DAF-∠DAE=9.46°

设BC距离为1,CE距离能算出来吧,CF距离也知道了,延长AD到G,使G与F在一个垂直面。
补出个三角形AGF,AG的距离能算出GF的距离能算出。那么角GAF能算出。DE距离用DC-EC可以得出那么角DAE也能算出,减一下就可以得出角EAF了

用余弦定理。。。

应该是E为DC上一点吧


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