(2013•保定一模)四棱锥S-ABCD中,四边形ABCD为矩形,M为AB中点,且△SAB为等腰直角三角形,SA=SB=

(2013•保定一模)四棱锥S-ABCD中,四边形ABCD为矩形,M为AB中点,且△SAB为等腰直角三角形,SA=SB=2,SC⊥BD,DA⊥平面SAB.
(1)求证:平面SBD⊥平面SMC
(2)设四棱锥S-ABCD外接球的球心为H,求棱锥H-MSC的高;
(3)求平面SAD与平面SMC所成的二面角的正弦值.
yczxh 1年前 已收到1个回答 举报

张寒一 花朵

共回答了26个问题采纳率:88.5% 举报

解题思路:(1)结合已知条件,由线面垂直的判定定理证出SM垂直于平面ABCD,从而得到SM垂直于DB,由已知SC垂直于BD,得到DB垂直于SMC,利用面面垂直的判定定理得到要证的结论;
(2)连结AC、BD交于N,通过证明SB垂直于SD说明N即为四棱锥S-ABCD外接球的球心为H,结合(1)可知CM与BD的交点Q即为H在平面SMC上的射影,通过解三角形即可得到HQ的长度;
(3)以M为坐标原点建立空间直角坐标系,通过求解平面SAD与平面SMC法向量所成角的余弦值得到平面SAD与平面SMC所成的二面角的正弦值.

(1)证明:如图,
∵SA=SB,M为AB的中点,∴SM⊥AB,
又∵DA⊥平面SAB,∴DA⊥SM,
所以,SM⊥平面ABCD.
又∵DB⊂平面ABCD,∴SM⊥DB.
又∵SC⊥BD,∴DB⊥平面SMC,
∴平面⊥平面SMC;
(2)由(1)知DB⊥平面SMC,∴DB⊥MC.
∴△ABD∽△BCM,故[AB/AC=
DA
MB]⇒
2
2
BC=
BC

2⇒BC=2
设AC∩BD=N,∵AS⊥BS,DA⊥BS,
∴SB⊥平面SAD.
∴SB⊥SD.
所以NA=NB=NC=ND=NS,∴H与N重合,即为球心.
设MC∩DB=Q,由于DB⊥平面SMC,故HQ即为所求.
∵MC=
22+(
2)2=
6.
∴QB=
BC•MB
MC=
2
2

6

点评:
本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;平面与平面垂直的判定;点、线、面间的距离计算;二面角的平面角及求法.

考点点评: 本题考查了平面与平面垂直的判定,考查了空间中的点线面见得距离的计算,考查了利用空间向量求解二面角的大小,综合考查了学生的空间想象能力和思维能力,是中档题.

1年前

7
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 1.046 s. - webmaster@yulucn.com