题目内容
已知如图,平行四边形
中,
,
,
,正方形
所在平面与平面
垂直,
分别是
的中点。![]()
⑴求证:
平面
;
⑵求平面
与平面
所成的二面角的正弦值。
(1)详见解析;(2)
.
解析试题分析:(1)证明线面平行,一般可考虑线面平行的判定定理,构造面外线平行于面内线,其手段一般是构造平行四边形,或构造三角形中位线(特别是有中点时),由此本题即要证明
的中点
也是
的中点,于是只要证明四边形
是平行四边形,此较为容易;(2)求二面角一般分为三个步骤:作出二面角的平面角,证明此角是二面角的平面角,利用解三角形知识求出二面角的三角函数值,也可建立空间直角坐标系,求出两平面的法向量的夹角,根进一步判断二面角的大小.
试题解析:⑴证明;
,
,
且
,
四边形
是平行四边形,
为
的中点,又
是
的中点
,
平面
平面
,
平面
4分
⑵(解法1)过点
作
于
,易知
为
中点,连结
.
易知
,
平面
,
,
是平面
与平面
所成的二面角的平面角. 8分
,
,
即平面
与平面
所成的二面角的正弦值为
. 12分
(解法2)以点
为坐标原点,
所在的直线分别为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系,则
, 6分
,
设平面
的法向量
由
,得
,
令
,
又平面
的法向量为
, 9分
设平面
与平面
所成的二面角为
,则
,![]()
即平面
与平面
所成的二面角的正弦值为
. 12分
考点:空间中线面的位置关系,二面角.
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