题目内容

在直角梯形中,,如图,把沿翻折,使得平面平面

(1)求证:
(2)若点为线段中点,求点到平面的距离;
(3)在线段上是否存在点,使得与平面所成角为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.

(1)证明过程详见解析;(2)  (3)存在

解析试题分析:
(1)据题意,要证明,由线面垂直的性质例一得到只需要证明DC面ABD,又有面ABD与面BCD垂直,故根据面面垂直的性质,只需要证明DC垂直于面ABD与面BCD的交线BD,DC与BC垂直的证明可以放在直角梯形中利用勾股定理与余弦定理证明,三角形BCD为直角三角形.
(2)由(1)得平面,所以.以点为原点,所在的直线为轴,所在直线为轴,利用三维空间直角坐标系即可求的点面距离,即首先求出线段MC与面ADC的法向量的夹角,再利用三角函数值即可求的点面距离.此外,该题还可以利用等体积法来求的点面距离,即三棱锥M-ADC的体积,分别以M点为顶点和以A点为定点来求解三棱锥的体积,解出高即为点面距离.
(3)该问利用坐标法最为简洁,在第二问建立的坐标系的基础上,设,,利用来表示N点的坐标,求出面ACD的法向量,法向量与AN所成的夹角即为与平面所成角为的余角,利用该条件即可求出的值,进而得到N点的位置.
试题解析:
(1)证明:因为
,所以                      1分
,  2分
 ,所以        3分.
因为平面平面,平面平面
所以平面                      4分.
平面,所以          5分.

(2)解法1:因为平面,所以.以点为原点,所在的直线为轴,所在直线为轴,过点作垂直平面的直线为轴,建立空间直角坐标系,如图.由已知,得.所以.  7分.设平面的法向量为,则,所以,得平面的一个法向量为   9分
所以点

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