题目内容
【题目】如图,在四棱锥
中,已知四边形
是菱形,
,
,
,二面角
的大小为
,
是
的中点.
![]()
(1)求证:
平面
;
(2)求直线
与平面
所成角的正弦值.
【答案】(1)见解析;(2)
.
【解析】
(1)连接
交
于点
,连接
,根据三角形的中位线定理证得
,然后利用线面平行的判定定理证明即可;
(2)先根据(1)得到直线
与平面
所成的角,即直线
与平面
所成的角,然后过点
作
,利用面面垂直的性质定理得到
平面
,进而得
为直线
与平面
所成的角,最后求
的正弦值即可.
(1)如图所示:
![]()
连接
交
于点
,则
是
的中点,连接
.
又
是
的中点,所以
,
因为
平面
,
平面
,
所以
平面
.
(2)过点
作
,垂足为
,连接
.
由(1)知
,
所以直线
与平面
所成的角,即直线
与平面
所成的角.
易知
,又
是
的中点,
所以
.
同理
,又
,
所以
平面
,
因为
平面
,
所以平面
平面
.
因为平面
平面
,
平面
,
,
所以
平面
,
所以
为直线
与平面
所成的角.
因为
,所以
,又
,
,
所以
平面ACP,
所以
为二面角
的平面角,
所以
,
设菱形
的边长
,又
,
所以
,
由余弦定理得:
,
所以
,
在
中,
,
,
,
所以
,
所以直线
与平面
所成角的正弦值为
.
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