(2009?湖北)如图,四棱锥S-ABCD的底面是正方形,SD⊥平面ABCD,SD=2a,AD=2a,点E是SD上的点,且DE=λa

2025-04-29 07:08:09
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回答1:

(Ⅰ)证法1:如图1,连接BE、BD,由地面ABCD是正方形可得AC⊥BD.
∵SD⊥平面ABCD,∴BD是BE在平面ABCD上的射影,∴AC⊥BE
(Ⅱ)解法1:如图1,由SD⊥平面ABCD知,∠DBE=φ,
∵SD⊥平面ABCD,CD?平面ABCD,∴SD⊥CD.
又底面ABCD是正方形,∴CD⊥AD,而SD∩AD=D,CD⊥平面SAD.
连接AE、CE,过点D在平面SAD内作DF⊥AE于F,连接CF,则CF⊥AE,
故∠CFD是二面角C-AE-D的平面角,即∠CFD=θ.
在Rt△BDE中,∵BD=2a,DE=λa∴tanφ=

DE
BD
λ
2

在Rt△ADE中,∵AD=
2
a
,DE=λa∴AE=a
λ2+2

从而DF=
AD?DE
AE
2
λa
λ2+2

在Rt△CDF中,tanθ=
CD
DF
λ2+2
λ

由tanθ?tanφ=1,得
λ2+2
λ
λ
2
=1