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已知SA垂直于平面ABC,AB垂直于BC,SA=AB,SB=BC,E为SC中点,DE垂直于SC交AC于D,求二面角E—-

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/21 13:14:58
已知SA垂直于平面ABC,AB垂直于BC,SA=AB,SB=BC,E为SC中点,DE垂直于SC交AC于D,求二面角E—-BD—-C的大小
令AB=a.
∵SA⊥平面ABC,∴SA⊥AB,又SA=AB=a,∴SB=√2a,∴BC=SB=√2a.
∵SA⊥平面ABC,∴BC⊥SA,又BC⊥AB,SA∩AB=A,∴BC⊥平面SAB,∴SB⊥BC.
由SB=BC=√2a,SB⊥BC,得:SC=2a、 且BE=SC/2=a.
∵SE=CE,∵CE=a.
∵AB⊥BC,∴AC=√(AB^2+BC^2)=√(a^2+2a^2)=√3a.
∵SA⊥平面ABC,∴SA⊥AC,又DE⊥CE,显然有∠SCA=∠DCE,∴△SAC∽△DEC,
∴DE/SA=CD/SC=CE/AC=a/(√3a)=√3/3,
∴DE=(√3/3)SA=√3a/3, CD=(√3/3)SC=2√3a/3.
∴AD=AC-CD=√3a-2√3a/3=√3a/3.
由余弦定理,有:
cos∠BAC=(AD^2+AB^2-BD^2)/(2AD×AB),又cos∠BAC=AB/AC=a/(√3a)=√3/3.
∴(AD^2+AB^2-BD^2)/(2AD×AB)=√3/3,
(a^2/3+a^2-BD^2)/[2×(√3a/3)a]=√3/3, ∴a^2/3+a^2-BD^2=2a^2/3,
∴BD^2=2a^2/3.
∵AD^2+BD^2=(√3a/3)^2+2a^2/3=a^2,而AB=a,∴AD^2+BD^2=AB^2,∴AD⊥BD.
∵DE^2+BD^2=(√3a/3)^2+2a^2/3=a^2,而BE=a,∴DE^2+BD^2=BE^2,∴DE⊥BD.
由AD⊥BD、DE⊥BD,得:∠CDE就是二面角E-BD-C的平面角.
∴cos∠CDE=cos∠ASC=SA/SC=a/(2a)=1/2, ∴∠CDE=60°.
即:二面角E-BD-C的大小为60°.