题目内容
【题目】如图, 为圆的直径,点, 在圆上, ,矩形和圆所在的平面互相垂直,已知, .
(Ⅰ)求证:平面平面;
(Ⅱ)求直线与平面所成角的大小;
(Ⅲ)当的长为何值时,二面角的大小为.
【答案】(1)证明见解析;(2);(3).
【解析】试题分析:(1)利用面面垂直的性质,可得平面,再利用线面垂直的判定,证明平面,从而利用面面垂直的判定可得平面平面;(2)确定为直线与平面所成的角,过点作,交于,计算,即可求得直线与平面所成角的大小;(3)建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,平面的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求得的长.
试题解析:(1)∵平面平面,
平面平面,∴平面,
∵平面,∴,
又∵为圆的直径,∴,∴平面,
∵平面,∴平面平面
(2)根据(1)的证明,有平面,
∴为在平面内的射影,
因此, 为直线与平面所成的角,
∵,∴四边形为等腰梯形,过点作,交于,
,则,
在中,根据射影定理,得,
,∴,
∴直线与平面所成角的大小为30°
(3)
设中点为,以为坐标原点, 方向分别为轴、轴、轴方向建立空间直角坐标系(如图).设,则点的坐标为,则,又,∴,
设平面的法向量为,则,即,
令,解得.
∴.
由(1)可知平面,取平面的一个法向量为,
∴,即,解得,
因此,当的长为时,平面与平面所成的锐二面角的大小为60°.....12分
练习册系列答案
相关题目