如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为正方形,侧棱SD⊥底面ABCD,E、F分别是AB、SC的中点(1)求证:EF ∥

如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为正方形,侧棱SD⊥底面ABCD,E、F分别是AB、SC的中点(1)求证:EF∥平面SAD(2)设SD=2CD,求二面角A-EF... 如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为正方形,侧棱SD⊥底面ABCD,E、F分别是AB、SC的中点(1)求证:EF ∥ 平面SAD (2)设SD=2CD,求二面角A-EF-D的大小. 展开
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王德彪虏衬16
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法一:
(1)作FG DC交SD于点G,则G为SD的中点.
连接 AG,FG
.
.
1
2
CD
,又 CD
.
.
AB

FG
.
.
AE,AEFG
为平行四边形.EF AG,又AG?平面SAD,EF?平面SAD.
所以EF 平面SAD.
(2)不妨设DC=2,则SD=4,DG=2,△ADG为等
腰直角三角形.
取AG中点H,连接DH,则DH⊥AG.
又AB⊥平面SAD,所以AB⊥DH,而AB∩AG=A,


所以DH⊥面AEF.
取EF中点M,连接MH,则HM⊥EF.
连接DM,则DM⊥EF.
故∠DMH为二面角A-EF-D的平面角 tan∠DMH=
DH
HM
=
2
1
=
2

所以二面角A-EF-D的大小为 arctan
2


法二:(1)如图,建立空间直角坐标系D-xyz.


设A(a,0,0),S(0,0,b),则B(a,a,0),C(0,a,0), E(a,
a
2
,0),F(0,
a
2
b
2
)
EF
=(-a,0,
b
2
)

取SD的中点 G(0,0,
b
2
)
,则
AG
=(-a,0,
b
2
)
EF
=
AG
,EF AG,AG?
平面SAD,EF?平面SAD,
所以EF 平面SAD.
(2)不妨设A(1,0,0),则B(1,1,0),C(0,1,0),S(0,0,2), E(1,
1
2
,0)
F(0,
1
2
,1)
.EF中点 M(
1
2
1
2
1
2
)
MD
=(-
1
2
,-
1
2
,-
1
2
)
EF
=(-1,0,1)
MD
?
EF
=0,MD⊥EF

EA
=(0,-
1
2
,0)
EA
?
EF
=0,EA⊥EF

所以向量
MD
EA
的夹角等于二面角A-EF-D的平面角. cos<
MD
EA
>=
MD
?
EA
|
M
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