题目内容
【题目】已知直角梯形中, , , , 、分别是边、上的点,且,沿将折起并连接成如图的多面体,折后.
(Ⅰ)求证: ;
(Ⅱ)若折后直线与平面所成角的正弦值是,求证:平面平面.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析.
【解析】试题分析:(Ⅰ)由, 可得平面,从而,结合,根据线面垂直的判定定理可得; 平面,所以;(Ⅱ)作于,连,由(Ⅰ)知,即为与平面所成角,设, ,而直线与平面所成角的正弦值是,即,以 为轴建立坐标系,取的中点,先证明平面的法向量是,再利用向量垂直数量积为零可得平面的法向量,根据空间向量夹角的余弦公式可得结果.
试题解析:(Ⅰ)∵, ,
∴, ,
又, ,
∴平面, ,
又, ,
∴平面, .
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,可如图建立空间直角坐标系,
作于,连,由(Ⅰ)知,
即为与平面所成角,设, ,
而直线与平面所成角的正弦值是,即.
(或:平面的法向量是, , , ,
则).
易知平面平面于,取的中点,则平面,
而,则平面的法向量是,
(或另法求出平面的法向量是),
再求出平面的法向量,
设二面角是,则,
∴平面平面.
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