如图,S是正方形ABCD所在平面外一点,且SD⊥面ABCD,AB=1,SB=3.(1)求证:BC⊥SC;(2)设M为棱SA中点

2025-05-07 01:57:21
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回答1:

解答:(1)证明:∵底面ABCD是正方形,∴BC⊥DC.
∵SD⊥底面ABCD,
∴SD⊥BC,又DC∩SD=D,
∴BC⊥平面SDC,
∴BC⊥SC.…(4分)
(2)解:取AB中点P,连接MP,DP.
在△ABS中,由中位线定理得MP∥SB,
∴∠DMP或其补角为所求.
MP=

1
2
SB=
3
2
,又DM=
2
2
,DP=
1+(
1
2
)
2
5
2

∴在△DMP中,有DP2=MP2+DM2,∴∠DMP=90°,
即异面直线DM与SB所成的角为90°.…(8分)
(3)解:∵SD⊥底面ABCD,且ABCD为正方形,
∴可把四棱锥S-ABCD补形为长方体A1B1C1S-ABCD,
如图2,面ASD与面BSC所成的二面角就是面ADSA1与面BCSA1所成的二面角,
∵SC⊥BC,BC∥A1S,∴SC⊥A1S,
又SD⊥A1S,∴∠CSD为所求二面角的平面角.
在Rt△SCB中,由勾股定理得SC=
2

在Rt△SDC中,
由勾股定理得SD=1.
∴∠CSD=45°.即面ASD与面BSC所成的二面角为45°.…(12分)