题目内容
【题目】在四棱柱
中,已知底面
为等腰梯形,
,
,M,N分别是棱
,
的中点
![]()
(1)证明:直线
平面
;
(2)若
平面
,且
,求经过点A,M,N的平面
与平面
所成二面角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2)
.
【解析】
(1)取
的中点P,连结
,证得
,利用线平行的判定定理,即可证得直线
平面
;
(2)以
所在的直线为
轴,建立如图所示的空间直角坐标系,分别求得平面
和平面
的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求解.
(1)取
的中点P,连结
,
,所以
,且
,
所以
,且
,所以
是平行四边形,所以
,
因为
平面
,所以直线
平面
.
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(2)连结
,
由己知可得,
,所以
为等边三角形,
所以
,
,所以
,
即
,所以
,
分别以
所在的直线为
轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则
,
,
,
,
,
,
, 所以
,
,
可得
,
,
,
.
设平面
的法向量为
,所以
,即
,取
,解得
,所以
,
设平面
的一个法向量为
,
,即
,
取
,可得
,所以
,
设平面
与平面
所成二面角的大小为
,
所以
,则![]()
所以平面
与平面
所成二面角的正弦值为
.
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