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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