题目内容

如图所示,四边形为直角梯形,为等边三角形,且平面平面中点.

1求证:

2求平面与平面所成的锐二面角的余弦值;

3)在内是否存在一点,使平面,如果存在,求的长;如果不存在,说明理由.

 

1参考解析;2;(3

【解析】

试题分析:1根据题意,由于三角形ABE是等边三角形,所以以线段AB的中点为坐标原点建立空间直角坐标系.写出相应点的坐标,表示出向量AB与向量DE,并求出两个向量的数量积为零,所以两个向量垂直,及对应的两条直线垂直.

2平面与平面垂直关键是求出两个平面的法向量,再根据法向量的夹角的余弦值的绝对值等于锐二面角的余弦值.

3)用待定系数的方法,假设存在该点Q,要满足平面,只需要向量PQ,与平面内任一两条直线所对应的向量的数量积为零即可,从而求出点Q的坐标即线段PQ的长.

试题解析:1证明:取中点,连结

因为△是正三角形,所以.

因为四边形是直角梯形,

所以四边形是平行四边形,

,所以 .

所以平面

所以.

2【解析】
因为平面
平面

,所以平面

所以.

如图所示,以为原点建立空间直角坐标系.

.

所以 ,

设平面的法向量为,则

,则,.所以.

同理求得平面的法向量为,设平面与平面所成的锐二面角为,则

.

所以平面与平面所成的锐二面角的余弦值为.

3)【解析】
,因为

所以,.

依题意

解得 .

符合点在三角形内的条件.

所以,存在点,使平面,此时.

考点:1.空间坐标系的建立.2.平面与平面所成的角.3.直线与平面垂直.4.代数运算能力.5.向量的数量积.6.相应的公式.

 

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