解答题如图,四棱锥S-ABCD的底面是边长为1的正方形,SD垂直于底面ABCD,SB=.
(Ⅰ)求面ASD与面BSC所成二面角的大小;
(Ⅱ)设棱SA的中点为M,求异面直线DM与SB所成角的大小;
(Ⅲ)求点D到平面SBC的距离.
网友回答
(本小题满分12分)
证明:(Ⅰ)∵SD⊥底面ABCD,ABCD是正方形,∴CD⊥平面SAD,AD⊥平面SDC,
又在Rt△SDB中,.??????…(1分)
以D为坐标原点,DA为x轴,DC为y轴,DS为z轴,建立空间直角坐标系(如图),
则A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),S(0,0,1).??????????…(2分)
设平面SBC的法向量为,则,,
∵,,
∴,∴可取.????????????…(4分)
∵CD⊥平面SAD,∴平面SAD的法向量.?????…(5分)
∴,
∴面ASD与面BSC所成二面角的大小为45°.?????????????…(6分)
(Ⅱ)∵,∴,,
又∵,∴DM⊥SB,
∴异面直线DM与SB所成角的大小为90°.?????????????…(9分)
(Ⅲ)由(Ⅰ)平面SBC的法向量为,∵,
∴在上的射影为,
∴点D到平面SBC的距离为.????????????????????…(12分)
(特别说明:用传统解法每问应同步给分)解析分析:(Ⅰ)以D为坐标原点,DA为x轴,DC为y轴,DS为z轴,建立空间直角坐标系,求出平面SBC的法向量,平面SAD的法向量,然后利用空间向量数量积公式求面ASD与面BSC所成二面角的大小;(Ⅱ)设棱SA的中点为M,直接求出异面直线DM与SB对应的向量,利用空间向量数量积求解异面直线DM与SB所成角的大小;(Ⅲ)通过平面的法向量,利用在上的射影公式,直接求点D到平面SBC的距离.点评:本题考查空间向量的数量积的应用,二面角的求法,异面直线所成角的求法,点到平面的距离公式的应用,考查空间想象能力与计算能力.