如图,四棱锥S-ABCD的底面为正方形,SD⊥平面ABCD,SD=AD=3,E为线段SD上的一点.(1)求证:AC⊥BE;(2)若DE=1,求直线SC与平面ACE所成

发布时间:2020-07-31 09:34:44

如图,四棱锥S-ABCD的底面为正方形,SD⊥平面ABCD,SD=AD=3,E为线段SD上的一点.
(1)求证:AC⊥BE;
(2)若DE=1,求直线SC与平面ACE所成角的正弦值.

网友回答

(本题满分10分)
解?(1)因为四棱锥S-ABCD的底面为正方形,SD⊥平面ABCD,
所以SD,DC,DA两两互相垂直,建立如图所示的空间直角坐标系
D-xyz,则各点的坐标为D(0,0,0),A(3,0,0),
B(3,3,0),C(0,3,0),S(0,0,3),…(2分)
设E(0,0,t)?(0≤t≤3),则
=(-3,3,0),=(-3,-3,t).
所以=-3×(-3)+3×(-3)+0×t=0,
所以,即AC⊥BE;???????????????????????…(5分)
(2)因为DE=1,所以t=1,所以=(0,3,-3),=(-3,3,0),=(-3,0,1).
设平面ACE的法向量=(x,y,z),直线SC与平面ACE所成角为θ,
所以?=0,?=0,即-3x+3y=0,-3x+z=0,解得x=y,z=3x.
取x=1,则=(1,1,3),…(8分)
所以?=0×1+3×1+(-3)×3=-6,||=,||=3,
则sinθ=|cos<,>|=||==.
所以直线SC与平面ACE所成角的正弦值为.????…(10分)
说明:第(1)问:建系设坐标给(2分),若没有指出SD,DC,DA两两互相垂直,不扣分;写对,的坐标各给(1分);
第(2)问:分两步给分,求出法向量给(3分),求出角的正弦给(2分),若把它当成余弦扣(1分).
解析分析:(1)SD,DC,DA两两互相垂直,建立空间直角坐标系,求出ABCS点的坐标,设出E的坐标,求出向量,通过向量的数量积证明AC⊥BE;(2)通过DE=1,求出,设出平面ACE的法向量,通过?=0,?=0,求出,然后利用公式求出直线SC与平面ACE所成角的正弦值.

点评:本题考查直线与直线的垂直的判断,直线与平面所成角的大小的求法,本题的解题的关键是空间直角坐标系的建立,以及公式的灵活应用,考查计算能力,空间想象能力.
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