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.(1)求证:AC⊥SD;(2)若SD⊥平面PAC,求二面角P﹣AC﹣D的大小;(3)在(2)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.(1)求证:AC⊥SD;(2)若SD⊥平面PAC,求二面角P﹣AC﹣D的大小;(3)在(2)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.
(1)求证:AC⊥SD;
(2)若SD⊥平面PAC,求二面角P﹣AC﹣D的大小;
(3)在(2)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:偏难来源:四川省期中题

答案

证明:(1)连BD,设AC交于BD于O,
由题意知SO⊥平面ABCD.
以O为坐标原点,分别为x轴、y轴、z轴正方向,建立坐标系O﹣xyz如图.
设底面边长为a,则高
于是


故OC⊥SD从而AC⊥SD
(2)由题设知,平面PAC的一个法向量
平面DAC的一个法向量
设所求二面角为θ,则

所求二面角的大小为30°.
(3)在棱SC上存在一点E使BE∥平面PAC.
由(2)知是平面PAC的一个法向量,且

,则


即当SE:EC=2:1时,而BE不在平面PAC内,
故BE∥平面PAC

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