(2009?朝阳区二模)如图,四棱锥S-ABCD的底面是矩形,SA⊥底面ABCD,P为BC边的中点,SB与平面ABCD所成的

2025-04-27 11:57:59
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回答1:

(Ⅰ)证明:因为SA⊥底面ABCD,
所以∠SBA是SB与平面ABCD所成的角.
由已知∠SBA=45°,所以AB=SA=1.
易求得,AP=PD=

2
,又因为AD=2,
所以AD2=AP2+PD2,所以AP⊥PD.
因为SA⊥底面ABCD,PD?平面ABCD,
所以SA⊥PD.由于SA∩AP=A,
所以PD⊥平面SAP.(4分)
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,PD⊥平面SAP.又因为PD?平面SPD
所以平面SPD⊥平面SAP,过A作AH⊥SP于H,(如图)则AH⊥平面SPD,
所以线段AH的长度为点A到平面SPD的距离.
在Rt△SAP中,易求得SP=
3
,所以AH=
SA?AP
SP
2
3
6
3

所以点A到平面SPD的距离为
6
3
.(9分)

(Ⅲ)解:设Q为AD中点.连接PQ,由于SA⊥底面ABCD,
且SA?平面SAD,则平面SAD⊥平面ABCD.
因为PQ⊥AD,所以PQ⊥平面SAD.
过Q作QR⊥SD,垂足为R,连接PR,
由三垂线定理可知PR⊥SD,
所以∠PRQ是二面角A-SD-P的平面角.
容易证明△DRQ∽△DAS,则
QR
SA
DQ
SD

因为DQ=1,SA=1,SD=