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如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为矩形,SD⊥底面ABCD,E是SD的...

如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为矩形,SD⊥底面ABCD,E是SD的中点,manfen5.com 满分网
(1)证明:SB∥平面ACE;
(2)求二面角A-SB-C的余弦值;
(3)设点F在侧棱SC上,∠ABF=60°,求manfen5.com 满分网

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(1)由已知中SD⊥底面ABCD,底面ABCD为矩形,易得DA,DC,DS两两垂直,以D为原点,直线DA,DC,DS分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系.求出向量,的坐标,易得与平行,进而由线面垂直的判定定理得到SB∥平面ACE; (2)求出平面CBS的一个法向量和平面ABS的一个法向量,代入向量夹角公式,易求出二面角A-SB-C的余弦值; (3)设=λ(λ>0),由已知中∠ABF=60°,我们可根据向量夹角公式,构造一个关于λ的方程,解方程求出λ的值,即可得到. 【解析】 ∵SD⊥底面ABCD,底面ABCD为矩形, ∴DA,DC,DS两两垂直, 如图以D为原点,直线DA,DC,DS分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系. 则D(0,0,0),B(,2,0),S(0,0,2),C(0,2,0), 又∵E是SD的中点, ∴E(0,0,1) 证明:(1)连接BD,与AC相交于点O,连接EO 所以O(,1,0) ∵=(,1,-1),=(,2,-2), ∴=2 ∴SB∥EO ∵EO⊂平面ACE,SB⊄平面ACE, ∴SB∥平面ACE; 【解析】 (2)设=(a,b,c)是平面CBS的一个法向量,则•=0,•=0 ∵=(-,0,0),=(0,2,-2) ∴,令b=1,则=(0,1,1) 同理可得=(,0,-2)是平面ABS的一个法向量, 则钝二面角A-SB-C的夹角θ,则 |cosθ|== ∴二面角A-SB-C的余弦值是- 证明:(3)设=λ(λ>0) 则F(0,,),=(,,), 又∵=(0,-2,0),=∠ABF=60°, 故=•cos60° 即= 解得λ=1 ∴=1
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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