题目内容

【题目】如图,在多面体中,四边形为直角梯形, ,四边形为矩形.

(1)求证:平面平面

(2)线段上是否存在点,使得二面角的大小为?若存在,确定点的位置并加以证明.

【答案】1)见解析(2为线段的中点

【解析】试题分析:(1)先根据勾股定理得,再由矩形性质得,由线面垂直判定定理得最后根据面面垂直判定定理得结论 (2)根据条件建立空间直角坐标系,设立各点坐标,根据方程组解各平面法向量,根据向量数量积两法向量夹角,最后根据二面角与向量夹角相等或互补关系求点坐标,即得点的位置

试题解析:1证明:由平面几何的知识,易得

,所以在中,满足,所以为直角三角形,且.

因为四边形为矩形,

所以.

可得 .

所以平面 平面.

2)存在点,使得二面角为大小为,点为线段的中点.

事实上,以为原点, 轴, 轴,过作平面的垂线为轴,建立空间直角坐标系

,

,由

,得.

设平面的一个法向量为

,即

不妨设,取.

平面的一个法向量为.

二面角为大小为

于是.

解得 (舍去).

所以当点为线段的中点时,二面角为大小为.

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