题目内容
(本小题满分12分)
如图,在三棱锥
中,
底面
,
,
是
的中点,且
,![]()
.
(1)求证:平面
平面
;
(2)当角
变化时,求直线
与平面
所成的角的取值范围.
![]()
(1)见解析(2)![]()
解析:
解法1:(1)
是等腰三角形,![]()
![]()
又
是
的中点
, ………..…………1分
又
底面
………………2分
于是
平面
. ………………3分
又
平面
平面
平面
. …………4分
(2)过点
在平面
内作
于
,连接
………………5分
则由(1)知AB⊥CH, ∴CH⊥平面
………………6分
于是
就是直线
与平面
所成的角 ………………7分
在
中,CD=
,
; ………………8分
设
,在
中,
………………9分
![]()
………………10分
![]()
,
……11分
又
,![]()
即直线
与平面
所成角的取值范围为
. ………………12分
解法2:
(1)以
所在的直线分别为
轴、
轴、
轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则
,…1分
于是,
,
,
.
从而
,即
.…2分
同理
,…3分
即
.又
,
平面
.
又
平面
.
平面
平面
. ………………4分![]()
![]()
(2)设直线
与平面
所成的角为
,平面
的一个
法向量为
,则由
.
得
………………6分
可取
,又
,
于是
, ………………10分
,
,
.又
,
.
即直线
与平面
所成角的取值范围为
. ………………12分
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