题目内容
【题目】如图,在棱台ABC﹣FED中,△DEF与△ABC分别是棱长为1与2的正三角形,平面ABC⊥平面BCDE,四边形BCDE为直角梯形,BC⊥CD,CD=1,N为CE中点, .
(1)λ为何值时,MN∥平面ABC?
(2)在(1)的条件下,求直线AN与平面BMN所成角的正弦值.
【答案】
(1)解:当 ,即M为AF中点时MN∥平面ABC.
事实上,取CD中点P,连接PM,PN,
∵AM=MF,CP=PD,∴MP∥AC,
∵AC平面ABC,MP平面ABC,∴MP∥平面ABC.
由CP∥PD,CN∥NE,得NP∥DE,
又DE∥BC,∴NP∥BC,
∵BC平面ABC,NP平面ABC,∴NP∥平面ABC.
∴平面MNP∥平面ABC,则MN∥平面ABC;
(2)解:取BC中点O,连OA,OE,
∵AB=AC,OB=OC,∴AO⊥BC,
∵平面ABC⊥平面BCDE,且AO平面ABC,∴AO⊥平面BCDE,
∵OC= ,BC∥ED,∴OE∥CD,
又CD⊥BC,∴OE⊥BC.
分别以OE,OC,OA所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系.
则A(0,0, ),C(0,1,0),E(1,0,0),
,
∴F(1, ,
),M(
,
,
),N(
).
设 为平面BMN的法向量,则
,取z=1,得
.
cos< >=
.
∴直线AN与平面MNB所成角的正弦值为 .
【解析】(1)取CD中点P,连接PM,PN,可得MP∥AC,则MP∥平面ABC.再由已知证明NP∥平面ABC.得到平面MNP∥平面ABC,则MN∥平面ABC;(2)取BC中点O,连OA,OE,可证AO⊥BC,OE⊥BC.分别以OE,OC,OA所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系.求出所用点的坐标,得到平面BMN的法向量,求出< >的余弦值,即可得到直线AN与平面MNB所成角的正弦值.
【考点精析】解答此题的关键在于理解直线与平面平行的判定的相关知识,掌握平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行;简记为:线线平行,则线面平行,以及对空间角的异面直线所成的角的理解,了解已知为两异面直线,A,C与B,D分别是
上的任意两点,
所成的角为
,则
.
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