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将正方形ABCD沿对角线AC折起,当以A、B、C、D四点为顶点的三棱锥体积最大时,异面直线AD与BC所成的角为(  )

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/03 16:09:28
将正方形ABCD沿对角线AC折起,当以A、B、C、D四点为顶点的三棱锥体积最大时,异面直线AD与BC所成的角为(  )
A. 30°
B. 45°
C. 60°
D. 90°
设O是正方形对角线AC、BD的交点,将正方形ABCD沿对角线AC折起,
可得当BO⊥平面ADC时,点B到平面ACD的距离等于BO,
而当BO与平面ADC不垂直时,点B到平面ACD的距离为d,且d<BO
由此可得当三棱锥B-ACD体积最大时,BO⊥平面ADC.
设B'是B折叠前的位置,连接B′B,
∵AD∥B′C,∴∠BCB′就是直线AD与BC所成角
设正方形ABCD的边长为a
∵BO⊥平面ADC,OB'⊂平面ACD
∴BO⊥OB',
∵BO'=BO=
1
2AC=

2
2a,
∴BB′=BC=B′C=a,得△BB′C是等边三角形,∠BCB′=60°
所以直线AD与BC所成角为60°
故选C.