如圖所示,四棱錐F-ABCD的底面ABCD是菱形,其對角線AC=2,BD=
.AE、CF都與平面ABCD垂直,AE=1,CF=2.
(1)求二面角B-AF-D的大小;
(2)求四棱錐E-ABCD與四棱錐F-ABCD公共部分的體積.
(1)連接AC、BD交于菱形的中心O,過O作OG⊥AF,G為垂足,連接BG、DG.
由BD⊥AC,BD⊥CF得BD⊥平面ACF,故BD⊥AF.
于是AF⊥平面BGD,所以BG⊥AF,DG⊥AF,∠BGD為二面角B-AF-D的平面角.
由FC⊥AC,F(xiàn)C=AC=2,得∠FAC=
,OG=
.
由OB⊥OG,OB=OD=
,得∠BGD=2∠BGO=
.
(2)連接EB、EC、ED,設(shè)直線AF與直線CE相交于點(diǎn)H,
則四棱錐E-ABCD與四棱錐F-ABCD的公共部分為四棱錐H-ABCD.
過H作HP⊥平面ABCD,P為垂足.
因?yàn)镋A⊥平面ABCD,F(xiàn)C⊥平面ABCD,
所以平面ACEF⊥平面ABCD,從而P∈AC,HP⊥AC.
由
+
=
+
=1,得HP=
.
又因?yàn)镾
菱形ABCD=
AC?BD=
,
故四棱錐H-ABCD的體積V=
S
菱形ABCD?HP=
.