Question

一个四棱锥S-ABCD的底面是边长为a的正方形，且SA=a，SB=SD=．
（1）求证：SA⊥平面ABCD；
（2）若SC为四棱锥中最长的侧棱，点E为AB的中点．求直线SE与平面SAC所成角的正弦值．

Answer

（1）由已知中四棱锥S-ABCD的底面是边长为a的正方形，且SA=a，SB=SD=，勾股定理可得SA⊥AB，SA⊥AD，由线面垂直的判定定理可得SA⊥平面ABCD；
（2）作EF⊥AC交于 F，连接SF，结合（1）中SA⊥平面ABCD，可得EF⊥SA，进而由线面垂直的判定定理得EF⊥平面SAC，则∠ESF是直线SE与平面SAC所成角．解Rt△ESF即可得到直线SE与平面SAC所成角的正弦值
证明：（1）∵SA=a，SB=SD=．
又∵四棱锥S-ABCD的底面是边长为a的正方形，
由勾股定理可得SA⊥AB，SA⊥AD
又∵AB∩AD=A
∴SA⊥平面ABCD；          …．（6分）
【解析】
（2）作EF⊥AC交于 F，连接SF，

∵EF⊂平面ABCD，SA⊥平面ABCD
∴EF⊥SA，
又∵SA∩AC=A
∴EF⊥平面SAC（ 8分）
∴∠ESF是直线SE与平面SAC所成角．
在Rt△ESF中
EF=BD=，SE=（10分）
∴sin∠ESF==…．（12分）