题目内容
如图,在正三棱柱中,是的中点,是线段上的动点,且
(1)若,求证:;
(2) 求二面角的余弦值;
(3) 若直线与平面所成角的大小为,求的最大值.
(1)若,求证:;
(2) 求二面角的余弦值;
(3) 若直线与平面所成角的大小为,求的最大值.
解析:(1)证明:取中点,连接,则有平行且相等
所以四边形是平行四边形,……………..2分
……………..3分
(2)设中点为,连接
则即为所求二面角的平面角
又易得…………………………………..5分
由余弦定理得……………………………..7分
另法:以轴,在面内以过点且垂直于的射线为轴建系如图,设,则
…………………………..5分
设是平面的一个法向量,则
令……………………..7分
设二面角的大小为,又平面的法向量
……………………..8分
(3)
…………………..10分
令
.
…………………………………………..12分
所以四边形是平行四边形,……………..2分
……………..3分
(2)设中点为,连接
则即为所求二面角的平面角
又易得…………………………………..5分
由余弦定理得……………………………..7分
另法:以轴,在面内以过点且垂直于的射线为轴建系如图,设,则
…………………………..5分
设是平面的一个法向量,则
令……………………..7分
设二面角的大小为,又平面的法向量
……………………..8分
(3)
…………………..10分
令
.
…………………………………………..12分
略
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