题目内容
【题目】如图,四棱锥中,底面
为梯形,
底面
,
.过
作一个平面
使得
平面
.
(1)求平面将四棱锥
分成两部分几何体的体积之比;
(2)若平面与平面
之间的距离为
,求直线
与平面
所成角的正弦值.
【答案】(1)或
.(2)
【解析】试题分析:(1)设平面与直线
分别交于
,因为
平面
,所以
,可得
分别是
的中点,根据棱锥的体积公式可得
,从而可得平面
将四棱锥
分成两部分几何体的体积之比;(2)因为
两两垂直,以
为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系,分别求出直线
的方向向量以及平面
的一个法向量,利用空间向量夹角余弦公式可得直线
与平面
所成角的正弦值.
试题解析:(1)记平面与直线
.
因为,所以
.
由已知条件易知,又因
.
所以
可得
所以.
即平面将四棱锥
分成两部分几何体的体积之比为
.
(2)建立直角坐标系,记
则
因为平面的法向量
设
得
,
取得平面
.
由条件易知点到平面
距离
.即
.
所以.直线
与平面
所成角
满足
【方法点晴】本题主要考查棱锥的体积公式以及利用空间向量线面角,属于难题.空间向量解答立体几何问题的一般步骤是:(1)观察图形,建立恰当的空间直角坐标系;(2)写出相应点的坐标,求出相应直线的方向向量;(3)设出相应平面的法向量,利用两直线垂直数量积为零列出方程组求出法向量;(4)将空间位置关系转化为向量关系;(5)根据定理结论求出相应的角和距离.
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