题目内容
【题目】如图,在四棱锥中,
平面
,四边形
为矩形,
是
的中点,
是
的中点,点
在线段
上且
.
(1)证明平面
;
(2)当为多大时,在线段
上存在点
使得
平面
且
与平面
所成角为
同时成立?
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
(1)以为原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴,建立空间直角坐标系,
设,
,
,利用向量法即可证明
平面
.
(2)取中点
,连结
,易得
平面
,由
,转化为
与平面
所成角为
,求出平面
的法向量,根据线面角公式即可得到
,从而得到当
时,在线段
上存在中点
,使得
平面
,且
与平面
所成角为
同时成立.
(1)在四棱锥中,
平面
,四边形
为矩形,
是
的中点,
是
的中点,点
在线段
上且
.
以为原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴,建立空间直角坐标系,
设,
,
,
则,
,
,
,
,
,
,平面
的法向量
,
因为,
平面
,
所以平面
.
(2)
取中点
,连结
,因为
是
中点,
所以,
平面
,
因为与平面
所成角为
同时成立,
所以与平面
所成角为
,
由(1)得,
,
,
,
,
,
设平面的法向量
,
则,取
,得
,
因为与平面
所成角为
,
.
解得,即
,
所以当时,在线段
上存在中点
,
使得平面
,且
与平面
所成角为
同时成立.

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