题目内容
(本小题满分13分 )
如题18图,已知四棱锥
的底面是边长为2的正方形,
面![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711215546.gif)
分别为
的中点.
(Ⅰ)求直线
与面
所成的角;
(Ⅱ)求二面角
的大小.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231407115587696.jpg)
如题18图,已知四棱锥
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711183347.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711199265.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711215546.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711230247.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711246322.gif)
(Ⅰ)求直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711433240.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711449270.gif)
(Ⅱ)求二面角
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711527323.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231407115587696.jpg)
(1)
(2)![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711589361.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711573561.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711589361.gif)
(Ⅰ)取
的中点
连接![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711620450.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231407116368428.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082314071165185.gif)
面![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711807321.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711823358.gif)
又由题意,有![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711839332.gif)
面
∴面
面![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711870292.gif)
又
知![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712073452.gif)
面![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712119282.gif)
所以
为直线
与面
所成的角,…………4分
由题意![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712322595.gif)
所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712338821.gif)
所求角为
………………7分
(Ⅱ)过
作
交
的延长线于
连接![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712743374.gif)
面
所以
在面
内的射影为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712837483.gif)
所以
为二面角
的平面角………………10分
由
与
相似,所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712915884.gif)
所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712931799.gif)
所求二面角大小为
……………………13分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711589236.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711605220.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711620450.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231407116368428.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082314071165185.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711776276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711807321.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711823358.gif)
又由题意,有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711839332.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711854277.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711870292.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711995290.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711870292.gif)
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712057324.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712073452.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712088284.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712119282.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712135408.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711433240.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711449270.gif)
由题意
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712322595.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712338821.gif)
所求角为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711573561.gif)
(Ⅱ)过
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712665210.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712697474.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712697239.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712728335.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712743374.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711776276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711807321.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712790362.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712806301.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712806381.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712837483.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712837426.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711527323.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712884473.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712899452.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712915884.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140712931799.gif)
所求二面角大小为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140711589361.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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