题目内容
【题目】如图,在四棱锥
中,
平面![]()
![]()
,
为线段
上一点不在端点.
![]()
(1)当
为中点时,
,求证:
面![]()
(2)当
为
中点时,是否存在
,使得直线
与平面
所成角的正弦值为
,若存在求出M的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析(2)存在,![]()
【解析】
(1)法一:建立空间直角坐标系,找坐标,利用直线的方向向量与平面的法向量垂直,证明即可.法二:取BP的中点E,连接
,
,则
,根据线面平行的判定定理证明即可.
(2)假设存在点M,根据
,求点M的坐标
,求平面
的法向量为
,根据
,求解
,即可.
(1)方法一:证明:因为
平面
,
,
平面
.
所以
.
又
,所以
,
,
两两垂直.
![]()
分别以
、
、
所在直线为
轴、
轴、
轴建立空间直角坐标系
.
则
,
.
显然平面
的法向量为
,则![]()
又
不在平面
内,所以
平面
.
方法二:取
的中点
,连接
,![]()
![]()
由
为
的中点,可知![]()
在平面四边形
中,![]()
即
,所以
,即![]()
由已知得![]()
所以
,四边形
是平行四边形,所以![]()
因为
平面
,
平面![]()
所以
平面![]()
(2)假设存在点M使得
与平面
所成角的正弦值为![]()
则
,所以![]()
![]()
为
中点,则
,即![]()
设平面
的法向量为![]()
∴
,不妨设
,则![]()
∴![]()
设线面角为
,则![]()
解得
或1(舍去)
∴
时,直线
与平面
所成角的正弦值为
.
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