题目内容
【题目】如图,在多面体中,四边形为矩形,,均为等边三角形,,.
(1)过作截面与线段交于点,使得平面,试确定点的位置,并予以证明;
(2)在(1)的条件下,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)当为线段的中点时,使得平面.(2)
【解析】
试题分析:(1) 当为线段的中点时,平面.连结AC交BD于M,连结MN.利用中位线定理即可证明 ,于是平面.
(2)通过线面关系证得 ,.分别以,,的方向为,,轴的正方向,建立空间直角坐标系,用向量法求解即可.
试题解析:(1)当为线段的中点时,使得平面.
证法如下:
连接,,设,
∵四边形为矩形,
∴为的中点,
又∵为的中点,
∴为的中位线,
∴,
∵平面,平面,
∴平面,故为的中点时,使得平面.
(2)过作分别与,交于,,
因为为的中点,所以,分别为,的中点,
∵与均为等边三角形,且,
∴,连接,,则得,
∵, ,,
∴,,
∴四边形为等腰梯形.
取的中点,连接,则,
又∵,,,
∴平面,
过点作于,则,
∴ ,.
分别以,,的方向为,,轴的正方向,建立空间直角坐标系,不妨设,则由条件可得:,,,,,.
设是平面的法向量,
则即
所以可取,
由,可得,
∴直线与平面所成角的正弦值为.
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