题目内容
如图,正三棱柱的底面边长为,侧棱长为,点在棱上.
(1)若,求证:直线平面;
(2)是否存在点,使平面⊥平面,若存在,请确定点的位置,若不存在,请说明理由;
(3)请指出点的位置,使二面角平面角的大小为.
(1)略(2)不存在(3)点在棱上且
(1)证:连接交于点, ……(1分)
在平行四边形中,
有,又 ……(2分)
∴为的中位线,从而,
又平面∴直线平面; ……(3分)
(2)解:假设存在点,使平面⊥平面,
过点作于,则平面,
又过作于,则平面, ……(5分)
而过平面外一点有且仅有一条直线与已知平面垂直,故、应重合于点,此时应有,故,
又点在棱上,故,
显然矛盾,故不存在这样的点,使平面⊥平面. ……(7分)
(3)解:连接,过作于.由(2)中的作法可知
为二面角平面角, ……(8分)
设,则,
则可得,,
, ……(10分)
∴.∴
在平行四边形中,
有,又 ……(2分)
∴为的中位线,从而,
又平面∴直线平面; ……(3分)
(2)解:假设存在点,使平面⊥平面,
过点作于,则平面,
又过作于,则平面, ……(5分)
而过平面外一点有且仅有一条直线与已知平面垂直,故、应重合于点,此时应有,故,
又点在棱上,故,
显然矛盾,故不存在这样的点,使平面⊥平面. ……(7分)
(3)解:连接,过作于.由(2)中的作法可知
为二面角平面角, ……(8分)
设,则,
则可得,,
, ……(10分)
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