如图,在三棱锥A-BCD中,侧面ABD、ACD是全等的直角三角形,AD是公共的斜边,且AD=3,BD=CD=1,另一个侧

如图,在三棱锥A-BCD中,侧面ABD、ACD是全等的直角三角形,AD是公共的斜边,且AD=
3
,BD=CD=1,另一个侧面是正三角形
(1)求证:AD⊥BC
(2)求二面角B-AC-D的大小.
lulu66_221 1年前 已收到1个回答 举报

leonoodel 花朵

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解题思路:(1)根据所给的三棱锥中的各边关系,可以判断△BCD为等腰直角三角形,又因为∵△ABC为等边三角,所以若取BC中点O,连AO、DO,则AO⊥BC,DO⊥BC,就可得到BC⊥平面AOD,BC⊥AD.
(2)欲求二面角B-AC-D的大小,先找到二面角的平面角,二面角的平面角满足,顶点在棱上,两条边分别在两个面内,且两条边分别垂直于棱,因为图中没有满足条件的角,所以可以添加辅助线,作BM⊥AC于M,作MN⊥AC交AD于N,
则∠BMN就是二面角B-AC-D的平面角.在把角放入三角形BMN中,通过解三角形求出该角.

证明:(1)在Rt△ABD与Rt△ACD中,∵AD是公共的斜边,且AD=
3,BD=CD=1,∴AB=AC=
2
∵∵△ABC为等边三角形,∴BC=
2,
∴△BCD为等腰直角三角形,
取BC的中点O,连AO、DO,
∵△ABC为等边三角形,∴AO⊥BC
∵△BCD为等腰直角三角形,∴DO⊥BC.
∴BC⊥平面AOD,∴BC⊥AD.
(2)作BM⊥AC于M,作MN⊥AC交AD于N,
则∠BMN就是二面角B-AC-D的平面角.
∵AB=AC=BC=
2,M是AC的中点,且MN∥CD
则BM=

6
2,MN=
1
2CD=
1
2,BN=
1
2AD=

3
2.
由余弦定理得cos∠BMN=
BM2+MN2−BN2
2BM•MN=

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的性质.

考点点评: 本题主要考查立体几何中异面直线垂直的证明,以及二面角的求法,考查了学生的空间想象力,识图能力和转化能力.

1年前

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