如图,四棱锥S-ABCD的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的倍,P为侧棱SD上的点,(Ⅰ)求证:AC⊥SD;(Ⅱ)若SD⊥平面PAC,求二面角P-AC-D的大小;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,侧棱SC

题目简介

如图,四棱锥S-ABCD的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的倍,P为侧棱SD上的点,(Ⅰ)求证:AC⊥SD;(Ⅱ)若SD⊥平面PAC,求二面角P-AC-D的大小;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,侧棱SC

题目详情

如图,四棱锥S-ABCD的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的倍,P为侧棱SD上的点,
(Ⅰ) 求证:AC⊥SD;
(Ⅱ) 若SD⊥平面PAC,求二面角P-AC-D的大小;
(Ⅲ) 在(Ⅱ)的条件下,侧棱SC上是否存在一点E,使得BE∥平面PAC?若存在,求SE:EC的值;若不存在,试说明理由.
题型:解答题难度:中档来源:北京模拟题

答案

解:(Ⅰ)连结BD,设AC交BD于O,由题意SO⊥AC,
在正方形ABCD中,AC⊥BD,
所以AC⊥平面SBD,得AC⊥SD。 
(Ⅱ)设正方形边长a,则
,所以∠SOD=60°,
连结OP,由(Ⅰ)知AC⊥平面SBD,
所以AC⊥OP,且AC⊥OD,
所以∠POD是二面角P-AC-D的平面角,
由SD⊥平面PAC,知SD⊥OP,
所以∠POD=30°,即二面角P-AC-D的大小为30°。
(Ⅲ)在棱SC上存在一点E,使BE∥平面PAC,由(Ⅱ)可得
故可在SP上取一点N,使PN=PD,
过N作PC的平行线与SC的交点即为E,连结BN,
在△BDN中知BN∥PO,又由于NE∥PC,
故平面BEN∥平面PAC,得BE∥平面PAC,
由于SN:NP=2:1,故SE:EC=2:1。

更多内容推荐