题目内容
如图,在直三棱柱
中,
,
。M、N分别是AC和BB1的中点。
(1)求二面角
的大小。
(2)证明:在AB上存在一个点Q,使得平面
⊥平面
,
并求出
的长度。![]()
(1)
;(2)详见解析
解析试题分析:(1)有两种思路,其一是利用几何体中的垂直关系,以B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,利用平面
与平面
的法向量的夹角求二面角的大小.其二是按照作出二面角的平面角,并在三角形中求出该角的方法,利用平面
平面
,在平面
内过点
作
,垂足是
,过作
,垂足为
,连结
,得二面角
的平面角
,最后在直角三角形
中求
;
(2)在空间直角坐标系中,设
,求出平面
的法向量
,和平面
的法向量![]()
再由
确定点
的坐标,进而求线段
的长度.
方法一(向量法):如图建立空间直角坐标系 1分![]()
(1)![]()
![]()
设平面
的法向量为
,平面
的法向量为![]()
则有
3分
5分
设二面角
为
,则 ![]()
∴二面角
的大小为60°。 6分
(2)设
, ∵![]()
∴
,设平面
的法向量为![]()
则有
10分
由(1)可知平面
的法向量为
,
平面
平面![]()
即
此时
,
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