16.(2009·河北唐山一模)如图所示,四棱锥S-ABCD的底面ABCD是正方形,侧面SAB是等腰三角形且垂直于底面,SA=SB=,AB=2,E、F分别是AB、SD的中点.

(1)求证:EF∥平面SBC;

(2)求二面角F-CE-A的大小.

解析:解法一:(1)证明:如图(1),取SC中点G,连结FG、BG,则FG綊CD.

又BE綊CD,∴FG綊BE,四边形BEFG是平行四边形,∴EF∥BG.又∵EF⊄平面SBC,BG⊂平面SBC,∴EF∥平面SBC.

(2)连结SE,

∵SA=SB,∴SE⊥AB.

又∵平面SAB⊥平面ABCD,∴SE⊥平面ABCD.而SE⊂平面SDE,

∴平面SDE⊥平面ABCD.

作FH⊥DE于H,则FH⊥平面ABCD,

且FH∥SE,H为DE的中点.

作HK⊥CE于K,连结FK,则CE⊥FK.

于是∠FKH为二面角F-CE-A的平面角.

∵SA=SB=,AB=2,

∴SE=2,FH=1.

在正方形ABCD中,作DL⊥CE于L,则

DL=CDsin∠LCD=CDsin∠BEC=2×=2×=.

∴HK=DL=,

∴tan∠FKH==.

解法二:如图(2),以E为原点,建立空间直角坐标系,使BC∥x轴,A、S分别在y轴、z轴上.

(1)证明:由已知,E(0,0,0),D(2,1,0),

S(0,0,2),F(1,,1),B(0,-1,0),

C(2,-1,0),∴E=(1,,1),

B=(2,0,0),B=(0,1,2).∵E=B+B,EF⊄平面SBC,

∴EF∥平面SBC.

(2)设m=(a,b,c)为平面CEF的法向量,

则m⊥E,且m⊥E.

∵E=(2,-1,0),E=(1,,1),

则m·E=m·E=0,

∴取a=1,b=2,c=-2,

则m=(1,2,-2).

又∵n=(0,0,1)为平面ACE的法向量,

所以cos〈m,n〉===-,

因为二面角F-CE-A为锐角,所以其大小为arccos.

 0  57364  57372  57378  57382  57388  57390  57394  57400  57402  57408  57414  57418  57420  57424  57430  57432  57438  57442  57444  57448  57450  57454  57456  57458  57459  57460  57462  57463  57464  57466  57468  57472  57474  57478  57480  57484  57490  57492  57498  57502  57504  57508  57514  57520  57522  57528  57532  57534  57540  57544  57550  57558  447348 

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