题目内容
【题目】已知正方形的边长为4,,分别为,的中点,以为棱将正方形折成如图所示的的二面角,点在线段上且不与点,重合,直线与由,,三点所确定的平面相交,交点为.
(1)若为的中点,试确定点的位置,并证明直线平面;
(2)若,求的长度,并求此时点到平面的距离.
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
(1)延长交的延长线于,连接交于,利用平面几何知识得,再根据线面平行判定定理得结论,(2)根据线线垂直、线面垂直关系将条件转化到平面内垂直关系,再根据相似三角形以及直角三角形计算得结果.
(1)延长交的延长线于,
为中点,,为中点,
又,为中点,
连接交于,则为中点,所以,
又平面,平面,平面;
(2)由题意可知,所以平面,同理可得平面,因为二面角为60°, ,与是全等的正三角形,取中点,则,由平面,平面得,因此平面,即,平面,
设,
的长度为.
过作于,则由平面,得平面,即为点到平面的距离,
点到平面的距离为.
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