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在直角梯形PBCD中..A为PD的中点.如图.将△PAB沿AB折到△SAB的位置.使SB⊥BC.点E在SD上.且.如图.(Ⅰ)求证:SA⊥平面ABCD,(Ⅱ)求二面角E-AC-D的正切值.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 17:59:02分类:高中数学题库

在直角梯形PBCD中,数学公式,A为PD的中点,如图.将△PAB沿AB折到△SAB的位置,使SB⊥BC,点E在SD上,且数学公式,如图.
(Ⅰ)求证:SA⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求二面角E-AC-D的正切值.在线课程解法一:(1)证明:在题平面图形中,由题意可知,BA⊥PD,ABCD为正方形,
所以在翻折后的图中,SA⊥AB,SA=2,四边形ABCD是边长为2的正方形,
因为SB⊥BC,AB⊥BC,SB∩AB=B
所以BC⊥平面SAB,
又SA?平面SAB,
所以BC⊥SA,
又SA⊥AB,BC∩AB=B
所以SA⊥平面ABCD,
(2)在AD上取一点O,使,连接EO
因为,所以EO∥SA
因为SA⊥平面ABCD,
所以EO⊥平面ABCD,
过O作OH⊥AC交AC于H,连接EH,
则AC⊥平面EOH,
所以AC⊥EH.
所以∠EHO为二面角E-AC-D的平面角,
在Rt△AHO中,

即二面角E-AC-D的正切值为
解法二:(1)同方法一
(2)解:如图,以A为原点建立直角坐标系,A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),S(0,0,2),E(0,
∴平面ACD的法向为
设平面EAC的法向量为=(x,y,z),

所以,可取
所以=(2,-2,1).
所以
所以
即二面角E-AC-D的正切值为
分析:(法一)(1)由题意可知,翻折后的图中SA⊥AB①,易证BC⊥SA②,由①②根据直线与平面垂直的判定定理可得SA⊥平面ABCD;
(2)(三垂线法)由考虑在AD上取一点O,使得 ,从而可得EO∥SA,所以EO⊥平面ABCD,过O作OH⊥AC交AC于H,连接EH,∠EHO为二面角E-AC-D的平面角,在Rt△AHO中求解即可
(法二:空间向量法)
(1)同法一
(2)以A为原点建立直角坐标系,易知平面ACD的法向为,求平面EAC的法向量,代入公式求解即可
点评:本题以平面图形的翻折为载体,考查空间直线与平面的位置关系:直线与平面平行及直线与平面平行的判定定理的运用,空角角中的二面角的平面角的作法及求解,利用向量的方法求解空间距离及空间角的方法,两法并举,注意细细体会.