题目内容

【题目】如图,已知点S为正方形ABCD所在平面外一点,△SBC是边长为2的等边三角形,点E为线段SB的中点.

1)证明:SD//平面AEC

2)若侧面SBC⊥底面ABCD,求平面ACE与平面SCD所成锐二面角的余弦值.

【答案】1)详见解析;(2

【解析】

1)连接BDACF,连接EF,由已知结合三角形的中位线定理可得EFSD,再由直线与平面平行的判定可得SD∥平面AEC

2)取BC的中点O,连接OF并延长,可知OFOC,利用线面垂直的判定定理与性质定理可得:OSOFOSOC,建立空间直角坐标系,分别求出平面CDS与平面ACE的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值可得平面ACE与平面SCD所成锐二面角的余弦值.

1)证明:连接BDACF,连接EF

ABCD为正方形,FBD的中点,且EBS的中点,

EFSD

SD平面AECEF平面AEC

SD∥平面AEC

2)取BC的中点O,连接OF并延长,可知OFOC

在等边三角形SBC中,可得SOBC

∵侧面SBC⊥底面ABCD,且侧面SBC∩底面ABCDBC

SO⊥平面ABCD,得OSOFOSOC

O为坐标原点,分别以OFOCOS所在直线为xyz轴建立空间直角坐标系,

得:A2,﹣10),C010),E0),D210),S00).

设平面CDS与平面ACE的一个法向量分别为

,取z1,得

,取x11,得

cos

∴平面ACE与平面SCD所成锐二面角的余弦值为

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