Question

（本小題滿分12分，（Ⅰ）問5分，（Ⅱ）問7分）

如題（19）圖，在四棱錐中，且；平面平面，；為的中點，．求：

（Ⅰ）點到平面的距離；

（Ⅱ）二面角的大小．     

Answer 1

解析：解法一：

（Ⅰ）因為AD//BC,且所以從而A點到平面的距離等于D點到平面的距離。

因為平面故,從而，由AD//BC，得,又由知，從而為點A到平面的距離，因此在中

(Ⅱ)如答（19）圖1，過E電作交于點G，又過G點作,交AB于H，故為二面角的平面角，記為，過E點作EF//BC,交于點F,連結GF,因平面,故.

由于E為BS邊中點，故,在中，

,因，又

故由三垂線定理的逆定理得,從而又可得

因此而在中，

在中，可得，故所求二面角的大小為

解法二：

（Ⅰ）如答（19）圖2，以S(O)為坐標原點，射線OD,OC分別為x軸，y軸正向，建立空間坐標系，設，因平面

即點A在xoz平面上，因此

又

 

因AD//BC，故BC⊥平面CSD，即BCS與平面

yOx重合，從而點A到平面BCS的距離為.

(Ⅱ)易知C(0,2,0)，D(,0,0). 因E為BS的中點.

ΔBCS為直角三角形 ,

知

設B(0,2, )，＞0，則＝2，故B（0，2，2），所以E（0，1，1） .

在CD上取點G，設G（），使GE⊥CD .

由故

    ①　

又點G在直線CD上，即，由=（），則有　②

聯(lián)立①、②，解得G＝　,

故=.又由AD⊥CD，所以二面角E－CD－A的平面角為向量與向量所成的角，記此角為  .

因為=，,所以

 

故所求的二面角的大小為 .