题目内容
【题目】如图,边长为4的正方形
所在平面与正三角形
所在平面互相垂直,
,
分别为
,
的中点.
![]()
(Ⅰ)求证:平面
平面
;
(Ⅱ)求直线
与平面
所成角的正弦值.
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)![]()
【解析】
(I)根据题意,利用线面垂直、面面垂直的判定定理与面面垂直的性质定理证明;
(Ⅱ)根据题意,分别以
,
,
所在直线为
轴、
轴、
轴,建立空间直角坐标系,用向量法求解.
(Ⅰ)证明:设直线
,
交于点
,
∵
,
,
∴
.
∴
,则
.
故
,∴
.
∵
为
的中点,
为正三角形,
∴
.
又平面
平面
,平面
平面
,
∴
平面
,
∴
,
∵
,
∴
平面
,
又
平面
,
∴平面
平面
.
(Ⅱ)设
的中点为
,连接
.∵平面
平面
,∴
,
,由(Ⅰ)知,
.
以点
为原点,分别以
,
,
所在直线为
,
,
轴,建立空间直角坐标系如图所示,
![]()
则
,
,
,
,
.
设平面
的法向量为
,又
,
,
∴
,得
取
,得
.
设直线
与平面
所成角为
,
,
∴
,
故直线
与平面
所成角的正弦值为
.
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