题目内容
【题目】在四棱锥中,底面是矩形,平面,,,以的中点为球心、为直径的球面交于点,交于点.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成的角的大小;
(3)求点到平面的距离.
【答案】(1)证明见解析;(2);(3).
【解析】
(1)由题设得知,再证明平面,可得出,然后利用直线与平面垂直的判定定理可得出平面;
(2)先利用等体积法计算出点到平面的距离,然后利用作为直线与平面所成的角的正弦值,即可得出直线与平面所成的角的大小;
(3)先根据条件分析出所求距离为点到平面距离的,可得出点到平面的距离为,再利用第二问的结论即可得出答案.
(1)以为直径的球面交于点,则,
平面,平面,,
四边形为矩形,.
,平面,平面,.
,平面;
(2)由(1)知,平面,平面,,
又,则为的中点,且,.
的面积为.
的面积为,
为的中点,所以,,
设点到平面的距离为,由,得,
.
设直线与平面所成角的大小为,则.
因此,直线与平面所成角的大小为;
(3)平面,平面,,
,,
,且,则,
得,,
故点到平面的距离是点到平面的距离的.
又是的中点,则、到平面的距离相等,
由(2)可知所求距离为.
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