(2012•太原模拟)如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD是正方形,四个侧面都是等边三角形,AC与BD的交点为O,

(2012•太原模拟)如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD是正方形,四个侧面都是等边三角形,AC与BD的交点为O,E为侧棱SC上一点.
(1)求证:平面BDE⊥平面SAC
(2)当二面角E-BD-C的大小为45°时,试判断点E在SC上的位置,并说明理由.
默默然7 1年前 已收到1个回答 举报

jackzou2005 幼苗

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解题思路:(1)要证平面BDE⊥平面SAC,可以通过BD⊥面SAC实现.而后者可由BD⊥SO,BD⊥AC易证得出.
(2)建立如图所示的空间直角坐标系.设四棱锥S-ABCD的底面边长为2,CE=a(0<a<2),利用平面BDE的法向量与平面SAC的法向量夹角,与二面角E-BD-C的大小关系,得出关于a的方程并解出即可.

(本小题满分12分)
(1)证明:由已知可得,SB=SD,O是BD的中点,
所以BD⊥SO (2分)
又因为四边形ABCD是正方形,所以BD⊥AC,(3分)
因为AC∩SO=O,所以BD⊥面SAC.(4分)
又因为BD⊂面BDE,所以平面BDE⊥平面SAC.(5分)
(2)易证,SO⊥面ABCD,AC⊥BD.建立如图所示的空间直角坐标系.(7分)
设四棱锥S-ABCD的底面边长为2,
则O(0,0,0),S(0,0,
2),B(0,
2,0),D(0,-
2,0).
所以

BD=(0,-2
2,0),
设CE=a(0<a<2),由已知可求得∠ECO=45°,
则E(-
2+

2a
2,0,

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.

考点点评: 本题考查空间直线、平面垂直关系的判断,二面角大小求解,考查空间想象能力、推理论证、计算、转化能力.利用向量这一工具,解决空间几何体问题,能够降低思维难度.

1年前

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