题目内容
【题目】如图,在四棱锥中,四边形为正方形, 平面, , 是上一点,且.
(1)求证: 平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】试题分析:
(1)连接,由线面垂直的性质定理可得,且,故平面, ,又,利用线面垂直的判断定理可得平面.
(2)法1:由(1)知平面,即是直线与平面所成角,设,则, , ,结合几何关系计算可得,即直线与平面所成角的正弦值为.
法2:取为原点,直线, , 分别为, , 轴,建立坐标系,不妨设,结合(1)的结论可得平面得法向量,而,据此计算可得直线与平面所成角的正弦值为.
试题解析:
(1)连接,由平面, 平面得,
又, ,
∴平面,得,
又, ,
∴平面.
(2)法1:由(1)知平面,即是直线与平面所成角,易证,而,
不妨设,则, , ,
在中,由射影定理得,
可得,所以,
故直线与平面所成角的正弦值为.
法2:取为原点,直线, , 分别为, , 轴,建立坐标系,不妨设,则, , ,
由(1)知平面得法向量,而,
∴ .
故直线与平面所成角的正弦值为.
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