如图,圆柱的轴截面ABCD是正方形,点E在底面的圆周上,AF⊥DE,F是垂足. 满分5 manfe

如图,圆柱的轴截面ABCD是正方形,点E在底面的圆周上,AF⊥DE,F是垂足.
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(1)求证:AF⊥DB;
(2)如果圆柱与三棱锥D﹣ABE的体积的比等于3π,求直线DE与平面ABCD所成的角.

试题分析:(1)欲证AF⊥DB,先证AF⊥平面DEB,根据线面垂直的判定定理可知只需证EB⊥AF,AF⊥DE,且EB∩DE=E,即可证得线面垂直;
(2)点E作EH⊥AB,H是垂足,连接DH,易证∠EDH是DE与平面ABCD所成的角,在三角形EDH中求出此角即可.
(1)证明:根据圆柱性质,DA⊥平面ABE.
∵EB⊂平面ABE,
∴DA⊥EB.
∵AB是圆柱底面的直径,点E在圆周上,
∴AE⊥EB,又AE∩AD=A,
故得EB⊥平面DAE.
∵AF⊂平面DAE,
∴EB⊥AF.
又AF⊥DE,且EB∩DE=E,
故得AF⊥平面DEB.
∵DB⊂平面DEB,
∴AF⊥DB.
(2)【解析】
过点E作EH⊥AB,H是垂足,连接DH.
根据圆柱性质,平面ABCD⊥平面ABE,AB是交线.且EH⊂平面ABE,所以EH⊥平面ABCD.
又DH⊂平面ABCD,所以DH是ED在平面ABCD上的射影,从而∠EDH是DE与平面ABCD所成的角.
设圆柱的底面半径为R,则DA=AB=2R,于是
V圆柱=2πR3,.
由V圆柱:VD﹣ABE=3π,得EH=R,可知H是圆柱底面的圆心,
AH=R,
DH=
∴∠EDH=arcctg=arcctg(/5),
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