题目内容
如图,正方形所在平面与圆所在的平面相交于,线段为圆的弦,垂直于圆所在的平面,垂足为圆上异于、的点,设正方形的边长为,且.
(1)求证:平面平面;
(2)若异面直线与所成的角为,与底面所成角为,二面角所成角为,求证
(1)详见解析;(2)详见解析.
解析试题分析:(1)证明平面平面,即证明平面,转化为证明直线与平面内的两条相交直线垂直;(2)立体几何中求空间角的方法有两种,一是常规法,找出(或作出)适合题意的角;证明找出的角符合对应角的要求;求出相关角的大小(或三角函数值).二是用向量法,即先确定两个向量(直线的方向向量或平面的法向量)求两个向量夹角的余弦值,注意确定所求的夹角与向量夹角的关系,最后得出所求的角或角的三角函数值.
试题解析:(1)圆所在的平面,在圆所在的平面上,,
又在正方形中,,,平面,
又平面,平面平面.
(2)平面,平面,,即为圆的直径,
又,且,,
以点为坐标原点,分别以为轴、轴,以垂直于底面的直线为轴,建立空间直角坐标系,则,,,
,,,,
又,,,
由此得,
设平面的一个法向量,则,即,
取,则,又平面的一个法向量为,
,,
于是,即.
考点:空间几何体的线线、线面关系,线面、面面角的求法.
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