题目内容
【题目】如图,在四棱锥中,平面,为线段上一点不在端点.
(1)当为中点时,,求证:面
(2)当为中点时,是否存在,使得直线与平面所成角的正弦值为,若存在求出M的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析(2)存在,
【解析】
(1)法一:建立空间直角坐标系,找坐标,利用直线的方向向量与平面的法向量垂直,证明即可.法二:取BP的中点E,连接,,则,根据线面平行的判定定理证明即可.
(2)假设存在点M,根据,求点M的坐标,求平面的法向量为,根据,求解,即可.
(1)方法一:证明:因为平面,,平面.
所以.
又,所以,,两两垂直.
分别以、、所在直线为轴、轴、轴建立空间直角坐标系.
则,.
显然平面的法向量为,则
又不在平面内,所以平面.
方法二:取的中点,连接,
由为的中点,可知
在平面四边形中,
即,所以,即
由已知得
所以,四边形是平行四边形,所以
因为平面,平面
所以平面
(2)假设存在点M使得与平面所成角的正弦值为
则,所以
为中点,则,即
设平面的法向量为
∴,不妨设,则
∴
设线面角为,则
解得或1(舍去)
∴时,直线与平面所成角的正弦值为.
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