题目内容
【题目】如图,在三棱柱
中,
为
的重心,
.
![]()
(1)求证:![]()
平面
;
(2)若侧面![]()
底面
,
,
,求直线
与平面
所成角
的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2)
.
【解析】
试题分析:(1)连接
,并延长
,交
于点
,过
作
,交
于点
,分别连接
,
.为
是
的重心,所以
,又
,所以
,所以
,从而
平面
;(2)以
为原点,分别以
,
,
为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系,利用直线
的方向向量与平面
的法向量,计算得线面角的正弦值为
.
试题解析:
(1)连接
,并延长
,交
于点
,过
作
,交
于点
,分别连接
,
.因为
是
的重心,所以
.
又
,所以
.
又据三棱柱
性质知
,
所以
.
又因为
,
,
所以
.
又
,
,
,
所以
.
又因为
,
,
所以平面![]()
平面
又因为
,
所以![]()
平面
![]()
(2)连结
.
因为
,
,
,
所以
,
所以
,所以
.
因为侧面![]()
底面
,侧面
底面![]()
,
,
所以![]()
平面
.
因为
,
,所以
是等边三角形,
所以
.
以
为原点,分别以
,
,
为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系,
则
,
,
,
,
,
所以
,
,
,
,
所以
.
设平面
的一个法向量为
,则![]()
所以![]()
令
,得
,
所以
.
所以
.即直线
与平面
所成角
的正弦值为
.
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