如图,平行四边形ABCD中,AB⊥BD,AB=2,,沿BD将△BCD折起,使二面角A-BD-C是大小为锐角α的二面角,设C在平面ABD上的射影为O.(1)当α为何值时

发布时间:2020-07-31 14:04:11

如图,平行四边形ABCD中,AB⊥BD,AB=2,,沿BD将△BCD折起,使二面角A-BD-C是大小为锐角α的二面角,设C在平面ABD上的射影为O.

(1)当α为何值时,三棱锥C-OAD的体积最大?最大值为多少?
(2)当AD⊥BC时,求α的大小.

网友回答

解:(1)由题知OD为CD在平面ABD上的射影,
∵BD⊥CD,CO⊥平面ABD,∴BD⊥OD,
∴∠ODC=α,则OC=CDsinα,OD=CDcosα.

==,
当且仅当sin2α=1,即α=45°时取等号,
∴当α=45°时,三棱锥O-ACD的体积最大,最大值为.????????
(2)过O作OE⊥AB于E,则OEBD为矩形,
以O为原点,OE,OD,OC所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,

于是,,
由AD⊥BC,得,
∴,
得,又α为锐角,∴α=60°.
解析分析:(1)由题意可得BD⊥OD,可得,OC⊥平面ABDO,利用三棱锥的体积计算公式和正弦函数的单调性即可得出;(2)建立如图所示的空间直角坐标系,由AD⊥BC,?,即可得出.

点评:本题主要考察空间点、线、面位置关系,棱锥的体积、二面角及三角函数等基础知识,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力,考查用向量方法解决数学问题的能力.
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