题目内容
如图,直棱柱ABC-中,D,E分别是AB,BB1的中点,=AC=CB=AB.
(Ⅰ)证明: //平面;
(Ⅱ)求二面角D--E的正弦值.
(Ⅰ)证明: //平面;
(Ⅱ)求二面角D--E的正弦值.
(Ⅰ)见解析(Ⅱ)
(Ⅰ)连结,交于点O,连结DO,则O为的中点,因为D为AB的中点,所以
OD∥,又因为OD平面,平面,所以 //平面;
(Ⅱ)由=AC=CB=AB可设:AB=,则=AC=CB=,所以AC⊥BC,又因为直棱柱,所以以点C为坐标原点,分别以直线CA、CB、为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系如图,
则、、、,,,,,设平面的法向量为,则且,可解得,令,得平面的一个法向量为,同理可得平面的一个法向量为,则,所以,所以二面角D--E的正弦值为.
本题第(Ⅰ)问,证明直线与平面平行,主要应用线面平行的判定定理,一般情况下,遇到中点想中位线的思想要用上,同时用上侧面为平行四边形的条件;第(Ⅱ)问,求二面角的大小,若图形中容易建立空间直角坐标系,则就求两个半平面的法向量,从需得出结果.对第(Ⅰ)问,证明线面平行时,容易漏掉条件;对第(Ⅱ)问,二面角的大小与两个法向量夹角相等或互补的关系,一部分同学容易得出它们相等.
【考点定位】本小题考查空间中直线与平面平行等位置关系的证明、二面角的求解,考查同学们的逻辑推理能力、空间想象能力,考查分析问题以及解决问题的能力.
OD∥,又因为OD平面,平面,所以 //平面;
(Ⅱ)由=AC=CB=AB可设:AB=,则=AC=CB=,所以AC⊥BC,又因为直棱柱,所以以点C为坐标原点,分别以直线CA、CB、为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系如图,
则、、、,,,,,设平面的法向量为,则且,可解得,令,得平面的一个法向量为,同理可得平面的一个法向量为,则,所以,所以二面角D--E的正弦值为.
本题第(Ⅰ)问,证明直线与平面平行,主要应用线面平行的判定定理,一般情况下,遇到中点想中位线的思想要用上,同时用上侧面为平行四边形的条件;第(Ⅱ)问,求二面角的大小,若图形中容易建立空间直角坐标系,则就求两个半平面的法向量,从需得出结果.对第(Ⅰ)问,证明线面平行时,容易漏掉条件;对第(Ⅱ)问,二面角的大小与两个法向量夹角相等或互补的关系,一部分同学容易得出它们相等.
【考点定位】本小题考查空间中直线与平面平行等位置关系的证明、二面角的求解,考查同学们的逻辑推理能力、空间想象能力,考查分析问题以及解决问题的能力.
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