如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为正方形,侧棱SD⊥底面ABCD,E、F分别是AB、SC的中点(1)求证:EF∥平面SAD(2)设SD=2CD,求二面角A-

发布时间:2020-07-31 17:18:53

如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为正方形,侧棱SD⊥底面ABCD,E、F分别是AB、SC的中点
(1)求证:EF∥平面SAD
(2)设SD=2CD,求二面角A-EF-D的大小.

网友回答

解:法一:
(1)作FG∥DC交SD于点G,则G为SD的中点.
连接,又,
故为平行四边形.EF∥AG,又AG?平面SAD,EF?平面SAD.
所以EF∥平面SAD.
(2)不妨设DC=2,则SD=4,DG=2,△ADG为等
腰直角三角形.
取AG中点H,连接DH,则DH⊥AG.
又AB⊥平面SAD,所以AB⊥DH,而AB∩AG=A,
所以DH⊥面AEF.
取EF中点M,连接MH,则HM⊥EF.
连接DM,则DM⊥EF.
故∠DMH为二面角A-EF-D的平面角.
所以二面角A-EF-D的大小为.

法二:(1)如图,建立空间直角坐标系D-xyz.
设A(a,0,0),S(0,0,b),则B(a,a,0),C(0,a,0),,.
取SD的中点,则.平面SAD,EF?平面SAD,
所以EF∥平面SAD.
(2)不妨设A(1,0,0),则B(1,1,0),C(0,1,0),S(0,0,2),,.EF中点,,,
又,,
所以向量和的夹角等于二面角A-EF-D的平面角..
所以二面角A-EF-D的大小为.

解析分析:法一:(1)作FG∥DC交SD于点G,则G为SD的中点.要证EF∥平面SAD,只需证明EF平行平面SAD内的直线AG即可.(2)取AG中点H,连接DH,说明∠DMH为二面角A-EF-D的平面角,解三角形求二面角A-EF-D的大小.法二:建立空间直角坐标系,平面SAD即可证明(1);(2)求出向量和,利用,即可解答本题.

点评:半边天考查直线与平面平行的判定,二面角的求法,考查计算能力,逻辑思维能力,是中档题.
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