题目内容
【题目】如图,在三棱柱中,底面ABC,,,D,E分别是,的中点.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求二面角的大小;
(Ⅲ)线段上是否存在点F,使平面?若存在,求的值:若不存在,说明理由.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ);(Ⅲ)存在点F,使平面,而过.
【解析】
(Ⅰ)建立空间直角坐标系,用向量证明垂直;
(Ⅱ)求出两平面的法向量,由法向量夹角得二面角;
(Ⅲ)假设存在,设,即,由此求出,由与平面的法向量垂直可得.
(Ⅰ)由于底面ABC,,以为轴建立空间直角坐标系,
则,,
,,所以,,即;
(Ⅱ)由(Ⅰ),设平面的一个法向量为,
则,以,则,,
设平面一个法向量是,,
则,取,则,
,.
所以二面角的大小为;
(Ⅲ)假设存在点F,使平面,设,即,,又,所以,
由,得.
所以存在点F,使平面,而过.
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