题目内容

【题目】如图,在四棱锥S﹣ABCD中,SA⊥底面ABCD,底面ABCD是平行四边形,E是线段SD上一点.

(1)若E是SD的中点,求证:SB∥平面ACE;

(2)若SA=AB=AD=2,SC=2,且DEDS,求二面角S﹣AC﹣E的余弦值.

【答案】(1)证明见解析(2)

【解析】

(1)由题意连结BD,交AC于点O,连结OE,可证OE∥SB,SB∥平面ACE得证;

(2)建立空间直角坐标系,求得平面SAC与平面ACE的法向量,代入公式求二面角的余弦值即可.

(1)证明:连结BD,交AC于点O,连结OE,

∵底面ABCD是平行四边形,∴O是BD的中点,

∵E是SD的中点,∴OE∥SB,

∵SB平面ACE,OE平面ACE,

∴SB∥平面ACE.

(2)∵SA⊥底面ABCD,AC平面ABCD,

∴SA⊥AC,

在Rt△SAC中,SA=2,SC=2,

∴AC=2,

∵AB=AD=2,

∴△ABC,△ACD都是等边三角形,

∴BD=2,

以O为原点,OD为x轴,OA为y轴,过O作AS的平行线为z轴,建立空间直角坐标系,

O(0,0,0),D(,0,0),A(0,1,0),S(0,1,2),

(,1,2),(,),

(),

∵BD⊥平面SAC,取平面SAC的一个法向量(),

设平面ACE的法向量(x,y,z),

则,取x=4,得(4,0,),

设二面角S﹣AC﹣E的平面角为θ,

则cosθ.

∴二面角S﹣AC﹣E的余弦值为.

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