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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