题目内容

【题目】如图,在四棱锥中,平面平面,是的中点,是上一点,且

(1)求证:平面;

(2)若求直线与平面所成角的正弦值.

【答案】(1)证明见解析;(2).

【解析】

(1)取PA的中点M,连接MD,ME,证明四边形MDFE是平行四边形,则,再由直线与平面平行的判定可得面PAD;

(2)过点P作于点H,则平面ABCD,以H为坐标原点,HA所在直线为y轴,过点H且平行于AB的直线为z轴,PH所在直线为x轴建立空间直角坐标系,求出平面ABCD的一个法向量与的坐标,再由两向量所成角的余弦值可得直线PB与平面ABCD所成角的正弦值.

(1)如图,取的中点,连接.

则,.

又,,所以,,

所以四边形是平行四边形,所以,

因为面,面,所以

(2)过点作于点,则平面,以为坐标原点,所在直线为轴,过点且平行于的直线为轴,所在直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,

在等腰三角形中,,,

因为,所以,

解得.

则,所以,所以.

易知平面的一个法向量为,

所以,

所以直线与平面所成角的正弦值为.

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