如图,多面体ABCDS中,面ABCD为矩形,SD⊥AD,SD⊥AB,且AB=2AD,SD=AD,
(1)求证:平面SDB⊥平面ABCD;
(2)求二面角A-SB-D的大小.
网友回答
解:(1)∵SD⊥AD,SD⊥AB,AD∩AB=A
∴SD⊥平面ABCD,
又∵SD?平面SBD,
∴平面SDB⊥平面ABCD.??…(5分)
(2)由题可知DS、DA、DC两两互相垂直.
如图建立空间直角坐标系D-xyz
设AD=a,则S(a,0,0),A(0,a,0),B(0,a,2a),C(0,0,2a),…(6分)
∵=(a,0,0),=(0,a,2a),…(7分)
设面SBD的一个法向量为=(x,y,-1)
则,即
解得?=(0,2,-1)…(8分)
又∵=(0,0,2a),=(-a,a,0),
设面SAB的一个法向量为=(1,y,z),
则,即
解出?=(1,,0),…(10分)
cos<,>==
故所求的二面角为arccos??…(12分)
解析分析:(1)由已知中,SD⊥AD,SD⊥AB,由线面平行的判定定理可得SD⊥平面ABCD,再由面面平行的判定定理可得平面SDB⊥平面ABCD;(2)由已知及(1)中结论,我们可以建立空间直角坐标系D-xyz,分别求出平面ASB,及平面SBD的法向量,代入向量夹角公式,即可求出二面角A-SB-D的大小.
点评:本题考查的知识点是二面角的平面角及求法,平面与平面垂直的判定,其中(1)的关键是熟练掌握空间线线垂直,线面垂直,面面垂直之间的相互转化,(2)的关键是建立空间坐标系,将空间中二面角问题转化为向量夹角问题.