题目内容
(本小题满分12分)
如图所示的几何体是由以正三角形为底面的直棱柱
被平面所截而得.
,
为
的中点.
(Ⅰ)当时,求平面
与平面
的夹角的余弦值;
(Ⅱ)当为何值时,在棱
上存在点
,使
平面
?
【答案】
(1)分别取、
的中点
、
,连接
、
.
以直线、
、
分别为
轴、
轴、
轴建立如图所示的空间直角坐标系,
,则
、
、
的坐标分别为
(1,0,1)、
(0,
,3)、
(-1,0,4),
∴=(-1,
,2),
=(-2,0,3)
设平面的法向量
,
由得
,可取
平面的法向量可以取
∴
∴平面与平面
的夹角的余弦值为
.
(2)在(1)的坐标系中,,
=(-1,
,2),
=(-2,0,
-1).
因在
上,设
,则
∴
于是平面
的充要条件为
由此解得,
即当=2时,在
上存在靠近
的第一个四等分点
,使
平面
.
【解析】略
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