题目内容
【题目】如图,在四棱锥中,已知底面是边长为2的菱形,平面,,,分别是棱,的中点.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】
(1)可先证线线平行,然后根据线面平行的判定定理证明线面平行,也可先根据线线平行证明面面平行,再根据面面平行证明线面平行;
(2)可利用传统法,先找到线在直角三角形求线面角的正弦值,也可根据题中的线面位置关系建立空间直角坐标系,利用空间向量法进行求解.
(1)如图所示,取的中点,连接,,
因为是棱的中点,所以是的中位线,所以,
又因为平面,平面,所以平面,
又由是棱的中点,为的中点,可得,
又因为平面,平面,所以平面,
又由,且平面,所以平面平面,
又因为平面,所以平面.
(2)取的中点,连接,由是等边三角形,所以,
又,所以,
因为平面,平面,所以,,
所以,,两两垂直,故以为坐标原点,,,所在直线分别为,,轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,
故,,.
设平面的法向量为,则,即,
令,则,故为平面的一个法向量,
设直线与平面所成的角为,
则,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
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