题目内容
【题目】如图,在斜三棱柱
中,底面
是边长为2的正三角形,侧棱长为
,点
在底面
的投影是线段
的中点
,
为侧棱
的中点.
![]()
(1)求证:
平面
;
(2)求平面
与平面
所成二面角的正弦值.
【答案】(1)详见解析(2)![]()
【解析】
(1)先通过证明
面
,从而证得
,再利用勾股定理证得
,而
,所以证得
,再利用线面垂直判定定理证得
面
.
(2)利用向量法,以
为原点,
所在直线为
轴,从而分别求出平面
与平面
的法向量,利用公式求出二面角的余弦值,再通过同角三角函数的平方关系求出正弦值.
(1)连接
,因为
平面
,所以![]()
又
为正三角形,
,所以![]()
而
,所以
平面
,
所以![]()
在
中,
,![]()
所以
,则
为等腰直角三角形
因为
为侧棱
的中点,所以
,又
,所以![]()
而
,所以
平面![]()
(2)如图,分别以
,
,
所在直线为
,
,
轴,建立空间直角坐标系
则
,
,
,![]()
由
得![]()
由(1)得
为平面
的一个法向量
设
为平面
的一个法向量
由
得![]()
取
得![]()
所以
![]()
故平面
与平面
夹角的正弦值为![]()
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