解答题如图所示,在四棱锥S-ABCD中,SD⊥底面ABCD,四边形ABCD为矩形,E,

发布时间:2020-07-09 01:16:07

解答题如图所示,在四棱锥S-ABCD中,SD⊥底面ABCD,四边形ABCD为矩形,E,F分别为AB、SC的中点,且AD=SD=2,DC=3.
(1)求证:EF∥平面SAD;
(2)求异面直线AD、EF所成角的余弦值;
(3)四棱锥S-ABCD有外接球吗?若有,求出外接球的表面积;若没有,请说明理由.

网友回答

(1)证明:设SD的中点为G,连接GF、AG,则可知GF∥DC且GF=CD
又E为AB的中点,故AE∥DC,AE=CD
∴GF∥AE,且GF=AE
∴四边形AEFG为平行四边形,∴EF∥AG…(2分)
又EF?平面SAD,AG?平面SAD
∴EF∥平面SAD…(4分)
(2)解:由(1)知,EF∥AG,所以∠GAD(或其补角)为异面直线AD,EF所成角….(6分)
∵SD⊥底面ABCD,∴SD⊥DA
在Rt△GDA中,AD=2,GD=1,故GA=
∴cos∠GAD==,
即异面直线AD,EF所成角的余弦值为…..(8分)
(3)解:∵DS、DA、DC两两垂直,所以可知DB为四棱锥的外接球的直径
又DB==
∴S=4π×=17π,即四棱锥S-ABCD外接球的表面积为17π…(12分)解析分析:(1)证明EF∥平面SAD,利用线面平行的判定,证明线线平行即可,设SD的中点为G,连接GF、AG,证明EF∥AG,即可得到结论;(2)∠GAD(或其补角)为异面直线AD,EF所成角,在Rt△GDA中,利用余弦函数可求;(3)根据DS、DA、DC两两垂直,可知DB为四棱锥的外接球的直径,故可求四棱锥S-ABCD外接球的表面积.点评:本题考查线面平行,考查线线角,考查球的表面积,确定线线角,球的直径是关键.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!