题目内容

【题目】如图,在四棱锥中,底面是矩形,侧棱底面,点的中点.

求证:平面

若直线与平面所成角为,求二面角的大小.

【答案】(1)证明见解析(2)

【解析】

(1)连接,连接,利用线面平行的判定定理,即可证得平面

为坐标原点,所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,设,分别求得平面和平面的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求解.

(1)连接,连接

由题意可知,

在平面外,平面,所以平面.

为坐标原点,所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,设,则

设平面的法向量

,得,取

又由直线与平面所成的角为

,解得

同理可得平面的法向量

由向量的夹角公式,可得

又因为二面角为锐二面角,所以二面角的大小为.

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