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34.(湖南•理•18题)如图1,分别是矩形的边的中点,是上的一点,将,分别沿翻折成,,并连结,使得平面平面,,且.连结,如图2.
(I)证明:平面平面;
(II)当,,时,求直线和平面所成的角;
解:解法一:(I)因为平面平面,平面平面,,平面,所以平面,又平面,所以平面平面.
(II)过点作于点,连结.
由(I)的结论可知,平面,
所以是和平面所成的角.
因为平面平面,平面平面,,
平面,所以平面,故.
因为,,所以可在上取一点,使,又因为,所以四边形是矩形.
由题设,,,则.所以,,
,.
因为平面,,所以平面,从而.
故,.
又,由得.
故.
即直线与平面所成的角是.
解法二:(I)因为平面平面,平面平面,,
平面,所以平面,从而.又,所以平面.因为平面,所以平面平面.
(II)由(I)可知,平面.故可以为原点,分别以直线为轴、轴、轴建立空间直角坐标系(如图),
由题设,,,则,
,,相关各点的坐标分别是,
,,.
所以,.
设是平面的一个法向量,
由得故可取.
过点作平面于点,因为,所以,于是点在轴上.
因为,所以,.
设(),由,解得,
所以.
设和平面所成的角是,则
.
故直线与平面所成的角是.