题目内容
(本小题满分14分)
如图8,在直角梯形中,,,且.
现以为一边向形外作正方形,然后沿边将正方形翻折,使平面
与平面互相垂直,如图9.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面所成锐二面角的大小.
(本小题满分14分)
证明(1)(法一)因为平面平面,
且平面平面,
又在正方形中,,
所以,平面. ………………2分
而平面,
所以,. ………………3分
在直角梯形中,,,
,
所以,,
所以,. ………………4分
又,平面,,
所以,平面. ………………6分
而平面,
所以,平面平面. ……………7分
(法二)同法一,得平面. …………………………2分
以为原点,,,分别为,轴,建立空间直角坐标系.
则,,,. …………………………3分
所以,, ,,
,,
所以,,. …………………………………5分
又,不共线,,平面,
所以,平面. …………………………6分
而平面,
所以,平面平面. …………………………7分
解 (2)(法一)因为,平面,平面,
所以,平面. …………………………9分
因为平面与平面有公共点,
所以可设平面平面,.
因为平面,平面,平面平面,
所以. ………………………10分
从而,,
又,且,,所以为中点,也为正方形. 12分
易知平面,所以,.
所以,是平面与平面所成锐二面角的平面角,
而,
所以平面与平面所成锐二面角为. …………………………14分
(法二)由(1)知,平面的一个法向量是. ………………9分
设平面的一个法向量为,
因为,
所以, 取,得,所以.………………11分
设平面与平面所成锐二面角为,
则. ………………………………13分
所以平面与平面所成锐二面角为. …………………………14分