题目内容
如图(1)在直角梯形中,∥=2,、、分别是、、的中点,现将沿折起,使平面平面(如图2).
(Ⅰ)求二面角的大小;
(Ⅱ)在线段上确定一点,使平面,并给出证明过程.
(Ⅰ)求二面角的大小;
(Ⅱ)在线段上确定一点,使平面,并给出证明过程.
,点是线段的中点
解:
取的中点,连、,∥,
又平面 平面,且,
平面,又平面,由三垂线定理,得,
就是二面角的平面角.
在中,,
即二面角的大小为.
(2)当点是线段的中点时,有平面.证明过程如下:
为的中点,∥,又∥,∥,
从而、、、四点共面.
在中,为的中点,,
又平面,,,又,
平面,即平面.
解法二:
(1)建立如图所示的空间直角坐标系
则
设平面的法向量为,则
,取
又平面的法向量为
所以
即二面角的大小为.
(2)设则
又,平面
点是线段的中点.
取的中点,连、,∥,
又平面 平面,且,
平面,又平面,由三垂线定理,得,
就是二面角的平面角.
在中,,
即二面角的大小为.
(2)当点是线段的中点时,有平面.证明过程如下:
为的中点,∥,又∥,∥,
从而、、、四点共面.
在中,为的中点,,
又平面,,,又,
平面,即平面.
解法二:
(1)建立如图所示的空间直角坐标系
则
设平面的法向量为,则
,取
又平面的法向量为
所以
即二面角的大小为.
(2)设则
又,平面
点是线段的中点.
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