题目内容
【题目】已知四棱锥,,,,点在底面上的射影是的中点,.
(1)求证:直线平面;
(2)若,、分别为、的中点,求直线与平面所成角的正弦值;
(3)当四棱锥的体积最大时,求二面角的大小.
【答案】(1)证明见解析(2)(3)
【解析】
(1)连接,由题意可得出平面,可得出,由等腰三角形三线合一的思想可得出,再利用线面垂直的判定定理可得出结论;
(2)以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立空间直角坐标系,先由求出点的坐标,然后利用空间向量法可求出直线与平面所成角的正弦值;
(3)设,则,,利用基本不等式求出三棱锥体积的最大值,求出的值,以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可求出二面角的大小.
(1)连接,因为平面,平面,所以,
又因为,且为的中点,故.
又,所以平面;
(2)以为原点,、所在直线分别为、轴建立直角坐标系如图所示,
则,,,,
于是,解得.即.
所以,,
设平面的法向量为,,,
则,令,得,
所以.
故直线与平面所成角的正弦值为;
(3)设,则,,
所以,
当且仅当即时取等号,此时,,
以为原点,、所在直线分别为、轴建立空间直角坐标系如图所示,
则,,,.
设平面的法向量为,,,
则,令,得,
同理,可得平面的一个法向量为的,
所以,
又因为二面角为钝二面角,所以二面角的大小为.
练习册系列答案
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偏爱蔬菜 | 偏爱肉类 | |
男生人 | 4 | 8 |
女生人 | 16 | 2 |
(1)求这30名学生中偏爱蔬菜的概率;
(2)根据表格中的数据,是否有99.5%的把握认为偏爱蔬菜与偏爱肉类与性别有关?
附:,.
0 | 0 | 0 | |
6 | 7 | 10.8 |