高考数学问题:三棱锥S-ABC是底面边长为a的正三角形

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/23 07:48:55
1,三棱锥S-ABC是底面边长为a的正三角形,A在侧面SBC的射影H是三角形SBC的垂心,且H在截面三角形ABM的BM上,二面角

H-AB-C的大小为30度

(1)求证:三棱锥S-ABC为正三棱锥

(2)求侧棱与底面所成的角

(3)侧面与底面所成二面角大小

最好解析一下

1、连结SH,交BC于E,取AB中点F,连结CF,SF,AF⊥平面SBC,H是三角形SBC的垂心,SE⊥BC,根据三垂线定理,AE⊥BC,而△ABC是正三角形,E就是BC的中点,SE是BC的中垂线,SB=SC,BM⊥SC,根据三垂线定理,AM⊥SC,AM∩BM=M,
SC⊥平面ABM,AB∈平面ABM,SC⊥AB,而F是AB的中点,CF⊥AB,AB⊥平面SFC,SF∈平面SFC,SF⊥AB,SF是AB的中垂线,SA=SB=SC,而底面是等边三角形,三条棱的射影在同一点即在△ABC的内(外、重、垂)心,
∴三棱锥S-ABC为正三棱锥
2、H-AB-C二面角为30度,即M-AB-C的二面角,设底面三角形边长为a,
CF= √3a/2,由前所述,<MFC是M-AB-C的平面角,由前所述,SC⊥平面ABM,
MF∈平面ABM,MF⊥SC,△MFC是RT△,<MFC=30°,在平面SFC上作SO⊥FC,
SO⊥平面ABC,<SCF就是侧棱SC与底面的成角,<SCF=90°-30°=60°
3、设侧棱长b,SO=SCsin60°,SO=√3b/2,CO=b/2,FO=CO/2=b/4,<SFC是二面角S-AB-C的平面角,tan<SFC=(√3b/2)/( b/4)=2√3, <SFC=arctan(2√3),二面角S-AB-C为arctan(2√3),
侧面与底面的成角是arctan(2√3)。

(1)NH=CH,CH⊥BC得BS=CS
取AB中点P,AB⊥SC得PC为SC射影
由∠BCP=∠ACP和公共角SCP得角SCB=角SCA
则SA=SB=SC
三棱锥S-ABC为正三棱锥
(2)AB⊥SC,BM⊥SC
得SC⊥面ABM
二面角H-AB-C的大小为30度
得角SCP=60度
(3)设0为ABC中心
则SO=√3BO,BO=2OP
则tanSPC=2√3
角SPC=arctan2√3

我觉得我的方法很麻烦
高考题没公布答案~~?