题目内容
【题目】如图,为多面体,平面
与平面
垂直,点
在线段
上,
都是正三角形.
(1)证明:直线∥面
;
(2)在线段上是否存在一点
,使得二面角
的余弦值是
,若不存在请说明理由,若存在请求出
点所在的位置。
【答案】(1)见解析;(2)见解析.
【解析】
(1)通过证明,证得平面
平面
,由此证得
平面
.(2)设
的中点为
,以
为原点,
、
、
所在直线分别为
轴、
轴、
轴建立空间直角坐标系设出
点的坐标,利用平面
和平面
的法向量计算二面角的余弦值,由此列方程解出
点的坐标,确定
为
的中点.
(1)依题意,在平面中,
,
又平面
,
平面
①;同理,在平面
中,
,
平面
②;
面
,
面
,
面
,
面
,
由①②可得,平面
平面
.又
面
,所以直线
∥面
.
(2)设的中点为
,以
为原点,
、
、
所在直线分别为
轴、
轴、
轴建立空间直角坐标系。易知,
,
,
,
.
设,
.可得
,设
为平面
的法向量,
由有
,可取
,
又面的法向量可取
,所以
,
所以,又
,
。
存在满足条件的点
,
为
中点。

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