题目内容
【题目】在如图的空间几何体中,四边形为直角梯形,,,,且平面平面,为棱中点.
(1)证明:;
(2)求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
(1)取中点为,连接和,先证明四边形为平行四边形,可得.由题意得,则,即得证;
(2)建立空间直角坐标系,求出平面和平面的法向量,用向量的方法求解.
(1)证明:取中点为,连接和,如图所示
因为,且,
又因为,且,
故,且,
即四边形为平行四边形,故,
,为中点,;
又,.
(2)平面平面,平面平面,
平面,
又平面,.
由(1)知,平面,
平面,而平面,,
,.
取中点连接和,四边形为直角梯形,则,
平面,
平面,又平面,平面,故,
,
分别以、、所在直线为轴、轴、轴建立直角坐标系,如图所示
,
则,,,,
故,,,
易知平面的一个法向量为,
设平面的一个法向量为,则
,即,令,
.
设二面角的为,则
,
.
二面角的正弦值为.
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