题目内容
【题目】在三棱柱中,与均为等边三角形,,O为BC的中点.
(1)证明:平面平面ABC;
(2)在棱上确定一点M,使得二面角的大小为.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】
(1)要证明平面平面ABC,只需证明平面ABC即可.因为为等边三角形,所以再根据勾股定理证明,即可证出平面ABC;
(2)以OA,OB,所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系O-xyz,根据向量共线定理用参数表示出点的坐标,分别求出平面和平面的法向量,由二面角的向量公式列式,即可求出参数,确定的位置.
(1)因为与均为等边三角形,,O为BC的中点,
所以.
在中,,
从而有,所以,
又因为,所以平面ABC,
又因为平面,所以平面平面ABC.
(2)以OA,OB,所在直线分别为x轴,y轴,z轴
建立如图所示的空间直角坐标系O-xyz,
则,
,由(1)可知,平面,
是平面的一个法向量,
设,其中.
所以
,,
设平面的法向量为,
则
取,则,
所以,
解得.
即存在一点M,且时,二面角的大小为.
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