题目内容

【题目】如图,在直角中,通过以直线为轴顺时针旋转得到(.为斜边上一点.为线段上一点,且.

1)证明:平面

2)当直线与平面所成的角取最大值时,求二面角的正弦值.

【答案】1)见解析;(2

【解析】

1)先算出的长度,利用勾股定理证明,再由已知可得,利用线面垂直的判定定理即可证明;

2)由(1)可得为直线与平面所成的角,要使其最大,则应最小,可得中点,然后建系分别求出平面的法向量即可算得二面角的余弦值,进一步得到正弦值.

1)在中,,由余弦定理得

由题意可知:∴

平面

平面,∴

平面.

2)以为坐标原点,以的方向为轴的正方向,建立空间直角坐标系.

平面,∴在平面上的射影是

与平面所成的角是,∴最大时,即,点中点.

,设平面的法向量

,得,令,得

所以平面的法向量

同理,设平面的法向量,由,得

,得,所以平面的法向量

故二面角的正弦值为.

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