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问题: 高三立体几何题

三角形ABC所在平面α外的一点D,AB=BC=AC=BD=CD=1
设AD=x 当三角形BCD饶BC边旋转时 求x的范围

解答:

如图
过点A在平面α内作BC的垂线,垂足为E。连接DE、AD
因为,AB=BC=AC=BD=CD=1,所以:△ABC和△BCD均为边长=1的等边三角形。
所以,E为边BC中点。且,在△BCD中,DE⊥BC
而,BC⊥AE
所以,BC⊥面AED
即,∠AED为面ABC和面BCD所成二面角的平面角。令其为θ,则:
θ∈(0°,180°)
而,在△AED中,根据勾股定理有:
AD^=AE^+DE^-2AD*DE*cosθ
=(√3/2)^+(√3/2)^-2*(√3/2)*(√3/2)*cosθ
=(3/4)+(3/4)-(3/2)cosθ
=(3/2)(1-cosθ)
因为θ∈(0°,180°),所以cosθ∈(-1,1)
所以,(1-cosθ)∈(0,2)
所以:AD^∈(0,3)
所以,x∈(0,√3)