题目
如图,α-l-β是120°的二面角,A、B是棱l上的两点,且AB=2,D在平面α内,三角形ABD是等腰直角三角形,∠DAB=90°,C在平面β内,三角形ABC是直角三角形,∠ACB=90°,∠ABC=60°.(1)求三棱锥D-ABC的体积;(2)求直线BD与平面β所成的角的正弦值;(3)求二面角D-AC-B的平面角的正切值.
答案:解:(1)过D作平面β的垂线,垂足为O,连结OA并延长至E.∵AB⊥AD,OA为DA在平面β内的射影,∴OA⊥AB,∴∠DAE为二面角α-l-β的平面角,∴∠DAE=120°, ∴∠DAO=60°,∴AD=AB=2,∴DO=.又D到平面β的距离DO=,∴VABC=·SABC·DO=. (2)由(1)知∠DBO为BD与平面β成的角,∴sin∠DBO=. (3)过O在β内作OF⊥AC,交AC的反向延长线于F,连结DF,则AC⊥DF,∴∠DFO为二面角DACB的平面角,又在三角形DOA中,OA=2cos60°=1,即∠OAF=∠EOC=60°,∴OF=1·sin60°=,∴tan∠DFO==2.