四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,侧面SBC⊥底面ABCD.已知∠ABC=45°,AB=2,BC=2
,SA=SB=
.
(Ⅰ)求证:SA⊥BC;
(Ⅱ)求直线SD与平面SAB所成角的正弦值.

四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,侧面SBC⊥底面ABCD.已知∠ABC=45°,AB=2,BC=2
,SA=SB=
.
(Ⅰ)求证:SA⊥BC;
(Ⅱ)求直线SD与平面SAB所成角的正弦值.

【解法一】:(Ⅰ)作
,垂足为O,连结AO,由侧面
底面ABCD,得
底面ABCD,
因为SA=SB,所以AO=BO,
又
,故
为等腰直角三角形,
,
由三垂线定理,得
.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知
,依题设
,
故
,由
,
,
,得
SO=1,
.△SAB的面积
.连结DB,
得△DAB的面积
设D到平面SAB的距离为h,
由于
,得
,解得
.
设SD与平面SAB所成角为
,则
.
所以,直线SD与平面SAB所成的正弦值为
.
【解法二】:(Ⅰ)
作SO⊥BC,垂足为O,连结SO,由侧面SBC⊥底面ABCD,得SO⊥平面ABCD.
因为SA=SB,所以AO=BO.
又
,△AOB为等腰直角三角形,AO⊥OB.
如图,以O为坐标原点,OA为x轴正向,建立直角坐标系O—xyz,
,
,
,S(0,0,1),
,
,
,所以SA⊥BC.
(Ⅱ)取AB中点E,
,
连结SE,取SE中点G,连结OG,
.
,
,
.
,
,OG与平面SAB内两条相交直线SE,AB垂直。
所以OG⊥平面SAB,
与
的夹角记为
,SD与平面SAB所成的角记为
,则
与
互余.
,
.
,
,
所以,直线SD与平面SAB所成的角的正弦值为
.