题目内容
如图,在正三棱柱
中,
是
的中点,
是线段
上的动点,且
(1)若
,求证:
;
(2) 求二面角
的余弦值;
(3) 若直线
与平面
所成角的大小为
,求
的最大值.

(1)若
(2) 求二面角
(3) 若直线
解析:(1)证明:取
中点
,连接
,则有
平行且相等
所以四边形
是平行四边形,
……………..2分
……………..3分
(2)设
中点为
,连接
则
即为所求二面角的平面角
又易得
…………………………………..5分
由余弦定理得
……………………………..7分
另法:以
轴,在面
内以过
点且垂直于
的射线为
轴建系如图,设
,则
…………………………..5分
设
是平面
的一个法向量,则

令
……………………..7分
设二面角
的大小为
,又平面
的法向量
……………………..8分
(3)
…………………..10分
令
.

…………………………………………..12分
所以四边形
(2)设
则
又易得
由余弦定理得
另法:以
设
令
设二面角
(3)
令
略
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