题目内容

【题目】如图,四棱锥S-ABCD的底面是边长为2的正方形,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.

【答案】(1)证明见解析(2)30°

【解析】

(1)连接交于点,连接,易得,,所以平面,从而得到;(2)根据得到,从而得到,,为二面角的平面角,再求出,,得到,从而得到二面角.

(1)连接交于点,连接,

由题意,底面为正方形,

侧棱,

所以,

在正方形中,,

又因为,且平面,平面,

所以平面,

又因为平面,

所以.

(2)连接,因为平面,

所以,,

又因为在和中,

,,,

所以.

所以

又因为的中点,

所以,.

所以为二面角的平面角,

又因为,在中由等面积法,

得,

,

在中,,,

所以.

故二面角的大小为.

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