题目内容

【题目】在多面体中,四边形是正方形, .

(Ⅰ) 求证: 平面

(Ⅱ)在线段上确定一点,使得平面与平面所成的角为.

【答案】见解析(Ⅱ)当点满足时,平面与平面所成角的大小为.

【解析】试题分析:(Ⅰ)在中,由正弦定理得得,在中,可得,即,由此可证明平面.

(Ⅱ)由(Ⅰ)可得, 平面,则平面平面

如图,过点作平面的垂线以点为坐标原点, 所在直线分别为轴, 轴, 轴建立空间直角坐标系,求出相应点及向量的坐标,设平面的一个法向量,令,得

.

易知平面的一个法向量.由向量的夹角公式

化简得 .

即当点满足时,平面与平面所成角的大小为.

试题解析: 四边形是正方形, .

中, ,即

,即,在梯形中,过点作,交于点.

中,可求

.

平面

(Ⅱ)由(Ⅰ)可得,

平面,又平面

平面平面

如图,过点作平面的垂线

以点为坐标原点, 所在直线分别为轴, 轴, 轴建立空间直角坐标系,

.

,则.

设平面的一个法向量,则

,得

.

易知平面的一个法向量.

由已知得

化简得 .

当点满足时,平面与平面所成角的大小为.

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