解答题如图,四边形ABCD是矩形,SA⊥平面ABCD,SA=AB=1,AD=2,点M在

发布时间:2020-07-09 02:08:50

解答题如图,四边形ABCD是矩形,SA⊥平面ABCD,SA=AB=1,AD=2,点M在线段BC上移动.
(1)若点M为BC的中点时,求直线SA与平面SDM所成角的正弦值;
(2)当BM等于何值时,二面角D-SM-B的大小为135°.

网友回答

解:以AD,AB,AS为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(0,1,0),S(0,0,1),D(2,0,0).
(1)依题意有M(1,1,0),∴=(-1,1,0),=(-2,0,1),
设平面SDM的法向量为=(x,y,z),则有,取x=1,得=(1,1,2).
设直线SA与平面SDM所成角为θ,则sinθ=|cosθ|==,
故直线SA与平面SDM所成角的正弦值为.…6分
(2)设M(a,1,0)(0≤a≤2),则=(a-2,1,0),=(-2,0,1),
设平面SDM的法向量为=(x′,y′,z′),则有,
取x′=1,得=(1,2-a,2).
设平面SMB的法向量为=(x″,y″,z″),
由=(a,0,0),=(0,-1,1),则有,取y″=1,得=(0,1,1).
从而有|cos|=|cos135°|,即有=,
得(4-a)2=5+(2-a)2,解得,
即当BM=时,二面角D-SM-B的大小为135°.…13分.解析分析:(1)以AD,AB,AS为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,求出平面SDM的法向量,利用向量的夹角公式,可求直线SA与平面SDM所成角的正弦值;(2)设出M的坐标,求出平面SDM的法向量、平面SMB的法向量,利用向量的夹角公式,即可求得结论.点评:本题考查向量知识的运用,考查线面角,考查面面角,考查学生的计算能力,属于中档题.
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