四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为矩形,平面SDC⊥底面ABCD,AD=,DC=SD=2,,点M是侧棱SC的中点.(Ⅰ)求证:SD⊥平面ABCD;(Ⅱ)求二面角C-

发布时间:2020-07-31 19:46:10

四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为矩形,平面SDC⊥底面ABCD,AD=,DC=SD=2,,点M是侧棱SC的中点.(Ⅰ)求证:SD⊥平面ABCD;(Ⅱ)求二面角C-AM-B的大小.(Ⅲ)在线段BC求一点N,使点N到平面AMB的距离为.

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证明:(Ⅰ)因为DC=SD=2,,
由勾股定理的逆定理知,SD⊥DC,
又平面SDC⊥底面ABCD于DC,SD?平面SDC,
所以,SD⊥平面ABCD.…(3分)
解:(Ⅱ)由(Ⅰ)知,SD⊥DC,SD⊥AD,又AD⊥DC,建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz.…(4分)
于是,,C(0,2,0),S(0,0,2),M(0,1,1),,,
设为平面CAM的一个法向量,
则,得…(6分)
又,设为平面AMB的一个法向量,
则,得…(8分)
因为,所以二面角C-AM-B为…(9分)
(Ⅲ)设N(m,2,0),(m>0),则,由公式,得,
所以所求点N为线段BC的中点…(12分)
解析分析:(I)由已知中DC=SD=2,,由勾股定理得SD⊥DC,结合已知中平面SDC⊥底面ABCD,及面面垂直的性质定理可得SD⊥平面ABCD(II)建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,求出平面CAM的一个法向量和平面AMB的一个法向量,代入向量夹角公式,即可得到二面角C-AM-B的大小.(Ⅲ)设N(m,2,0),(m>0),根据点到平面距离公式,构造关于m的方程,解方程求出m的值,即可得到N点位置.

点评:本题考查的知识点是用空间向量求平面间的夹角,直线与平面垂直的判定,点到平面间的距离计算,其中建立适当的空间坐标系,将二面角问题及点到直线距离问题,转化为向量问题是解答本题的关键.
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