解答题如图,四棱锥S-ABCD的底面是矩形,SA⊥底面ABCD,P为BC边的中点,SB与平面ABCD所成的角为45°,且AD=2,SA=1.
(Ⅰ)求证:PD⊥平面SAP,
(Ⅱ)求二面角A-SD-P的大小的正切值.
网友回答
证明:(Ⅰ)因为SA⊥底面ABCD,所以,∠SBA是SB与平面ABCD所成的角.
由已知∠SBA=45°,所以AB=SA=1易求得,AP=PD=,
又因为AD=2,所以AD2=AP2+PD2,所以AP⊥PD.
因为 SA⊥底面ABCD,PD?平面ABCD,所以,SA⊥PD,
由于SA∩AP=A,所以PD⊥平面SAP.
(Ⅱ)设Q为AD的中点,连接PQ,由于SA⊥底面ABCD,且SA?平面SAD,
则平SAD⊥平面PAD.因为PQ⊥AD,所以PQ⊥平面SAD,过Q作QR⊥SD,垂足为R,连接PR,
由三垂线定理可知PR⊥SD,所以,∠PRQ是二面角A-SD-P的平面角.
容易证明△DRQ∽△DAS,则因为DQ=1,SA=1,,
所以.(10分)在Rt△PRQ中,因为PQ=AB=1,
所以所以二面角A-SD-P的大小的正切值为.解析分析:(Ⅰ)用勾股定理证明AP⊥PD,由 SA⊥底面ABCD,可得SA⊥PD,所以PD⊥平面SAP.(Ⅱ)设Q为AD的中点,过Q作QR⊥SD,由三垂线定理可知,∠PRQ是二面角A-SD-P的平面角.由三角形相似求得SD,从而求得QR,利用 求出结果.点评:本题考查证明线线垂直、线面垂直的方法,求二面角的平面角,求出RQ的长度是解题的难点.