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如图.四棱锥S-ABCD的底面是矩形.SA⊥底面ABCD.AB=SA=1.AD=2.且P为BC的中点.(1)求异面直线AP与平面SPD所成角的正弦值,(2)求二面角C-SD-P的余弦值.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:45:14分类:高中数学题库

如图,四棱锥S-ABCD的底面是矩形,SA⊥底面ABCD,AB=SA=1,AD=2,且P为BC的中点.
(1)求异面直线AP与平面SPD所成角的正弦值;
(2)求二面角C-SD-P的余弦值.在线课程解:因为SA⊥底面ABCD,底面ABCD是矩形,所以AB,AD,AS两两垂直,
以AB,AD,AS所在直线为坐标原点建立如图所示的坐标系,
则各点坐标如下:
A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,2,0),D(0,2,0),S(0,0,1),P(1,1,0)
(1)
设平面SPD的一个法向量为
可得y=1,z=2,
平面SPD的一个法向量为
所以
则直线AP与平面SPD所成角的正弦值等于
(2)
设平面SCD的一个法向量为
可得x=0,y=1,
平面SCD的一个法向量为
由(1)可知,平面SPD的一个法向量为
所以
由图可知,二面角C-SD-P为锐二面角,因此二面角C-SD-P的余弦值为
分析:(1)以AB,AD,AS所在直线为坐标原点建立坐标系,直线AP与平面SPD所成角通过面间接求解
(2)分别求出平面SCD,平面PSD的一个法向量,利用两法向量夹与二面角的关系求解.
点评:本题考查空间角的计算,利用向量的方法减少了思维量,使问题变得容易解决.