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精英家教网如图,设S-ABCD是一个高为3的四棱锥,底面ABCD的边长为2的正方形,顶点S在底面上的射影是正方形ABCD的中心,K是棱SC的中点,过AK作平面与线段SB,SD分别交于M,N(M,N可以是线段的端点).
(1)求直线AK平面SBC所成角的正弦值;
(2)当M是SB中点时,求四棱锥 S-AMKN 的体积.
分析:(1)设AK与平面SBC所成角为θ,由SC=
32+(
2
)2
=
11
,知CK=
11
2
,故cos∠SCA=
2
11
=
22
11
,由此能够求出直线AK平面SBC所成角的正弦值.
(2)当M是SB的中点时,MK∥BC,由BC∥平面SAD,知MK∥平面SAD,MK∥AN,MK∥AD,故N,D两点重合,由此能求出M是SB中点时,四棱锥 S-AMKN 的体积.
解答:解:(1)设AK与平面SBC所成角为θ,
∵SC=
32+(
2
)2
=
11
,∴CK=
11
2

∴cos∠SCA=
2
11
=
22
11

∴AK2=AC2+CK2-2AC•CK•cos∠SCA=
27
4

∴AK=
3
3
2

∵VS-ABC=
1
3
×
1
2
×2×2×3
=2=VA-BCS
∴h=
6
S△SBC
=
3
10
5

∴sinθ=
h
AK
=
2
30
15

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(2)当M是SB的中点时,MK∥BC,
∵BC∥平面SAD,∴MK∥平面SAD,
∴MK∥AN,MK∥AD,
∴N,D两点重合,
∴M到平面SAK的距离为
2
2

S△SAK=
1
2
S△SAC=
3
2
2

∴M是SB中点时,四棱锥 S-AMKN 的体积:
VS-AMKN=
1
3
×S△SAK
2
+
1
3
×S△SAC
2
2
=
2
2
S△SAK
=
2
2
×
3
2
2
=
3
2
点评:本题考查直线与平面所成角的正弦值的求法,考查四棱锥的体积的求法.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地化空间问题为平面问题.
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,在四边形ABCD中,AD=8,CD=6,AB=13,∠ADC=90°且
AB
AC
=50

(I)求sin∠BAD的值;
(II)设△ABD的面积为S△ABD,△BCD的面积为S△BCD,求
S△ABD
S△BCD
的值.

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科目:高中数学 来源: 题型:阅读理解

(必做题)先阅读:如图,设梯形ABCD的上、下底边的长分别是a,b(a<b),高为h,求梯形的面积.
方法一:延长DA、CB交于点O,过点O作CD的垂线分别交AB、CD于E、F,则EF=h.
设OE=x,∵△OAB∽△ODC,∴
x
x+h
=
a
b
,即x=
ah
b-a

∴S梯形ABCD=S△ODC-S△OAB=
1
2
b(x+h)-
1
2
ax=
1
2
(b-a)x+
1
2
bh=
1
2
(a+b)h.
方法二:作AB的平行线MN分别交AD、BC于MN,过点A作BC的平行线AQ分别于MN、DC于PQ,则△AMP∽△ADQ.
设梯形AMNB的高为x,MN=y,
x
h
=
y-a
b-a
⇒y=a+
b-a
h
x,∴S梯形ABCD=
h
0
(a+
b-a
h
x)dx=(ax+
b-a
2h
x2
|
h
0
=ah+
b-a
2h
•h2=
1
2
(a+b)h.
再解下面的问题:
已知四棱台ABCD-A′B′C′D′的上、下底面的面积分别是S1,S2(S1<S2),棱台的高为h,类比以上两种方法,分别求出棱台的体积(棱锥的体积=
1
3
×底面积×高).

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科目:高中数学 来源: 题型:

精英家教网如图一块长方形区域ABCD,AD=2(km),AB=1(km).在边AD的中点O处,有一个可转动的探照灯,其照射角∠EOF始终为
π
4
,设∠AOE=α,探照灯O照射在长方形ABCD内部区域的面积为S.
(1)当0≤α<
π
2
时,写出S关于α的函数表达式;
(2)若探照灯每9分钟旋转“一个来回”(OE自OA转到OC,再回到OA,称“一个来回”,忽略OE在OA及OC反向旋转时所用时间),且转动的角速度大小一定,设AB边上有一点G,且∠AOG=
π
6
,求点G在“一个来回”中,被照到的时间.

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科目:高中数学 来源:2010-2011学年湖南省高一上学期第三次阶段性测试数学卷 题型:解答题

如图,四棱锥S-ABCD的底面是边长为1的正方形,SD垂直于底面ABCD,SB=

(1)求证:BC⊥SC; (2)设棱SA的中点为M,求证:DM⊥SB.

 

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