题目内容
【题目】如图,在三棱柱中,为的重心,.
(1)求证:平面;
(2)若侧面底面,,,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
试题分析:(1)连接,并延长,交于点,过作,交于点,分别连接,.为是的重心,所以,又,所以,所以,从而平面;(2)以为原点,分别以,,为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,利用直线的方向向量与平面的法向量,计算得线面角的正弦值为.
试题解析:
(1)连接,并延长,交于点,过作,交于点,分别连接,.因为是的重心,所以.
又,所以.
又据三棱柱性质知,
所以.
又因为,,
所以.
又,,,
所以.
又因为,,
所以平面平面
又因为,
所以平面
(2)连结.
因为,,,
所以,
所以,所以.
因为侧面底面,侧面底面,,
所以平面.
因为,,所以是等边三角形,
所以.
以为原点,分别以,,为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,
则,,,,,
所以,,,,
所以.
设平面的一个法向量为,则
所以
令,得,
所以.
所以.即直线与平面所成角的正弦值为.
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