1.如图所示,四棱锥S ABCD的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的倍,P为侧棱SD上的点.
(1)求证:AC⊥SD.
(2)若SD⊥平面PAC,求二面角P AC D的大小.
(3)在(2)的条件下,侧棱SC上是否存在一点E,使得BE∥平面PAC?若存在,求SE∶EC的值;若不存在,试说明理由.
解:(1)证明:连接BD,设AC交BD于O,连接SO,由题意知SO⊥平面ABCD,以O为坐标原点,,,分别为x轴,y轴,z轴的正方向,建立空间直角坐标系.
设底面边长为a,则高SO=a.于是S,
B,D,C,
则=,=,所以·=0,
故OC⊥SD,从而AC⊥SD.
(2)由题设知,平面PAC的一个法向量为=,平面DAC的一个法向量为=,
则cos〈,〉==,